Java线程池ThreadPoolExecutor深度解析

“ThreadPoolExecutor是Java并发编程中非常重要的一个组件，它用于管理并行执行的任务。这份PDF文档详细解析了ThreadPoolExecutor的源码，涵盖了线程池的状态转换、核心数据结构以及工作流程。” ThreadPoolExecutor是Java并发包`java.util.concurrent`中的核心类，用于管理和控制线程的执行。其主要功能包括创建线程、任务调度和线程的生命周期管理。通过ThreadPoolExecutor，开发者可以定制线程池的行为，以满足不同场景下的需求。 线程池的核心状态包括以下五种： 1. **RUNNING** (111) - 表示线程池处于运行状态，能够接受新任务，并处理队列中的任务。 2. **SHUTDOWN** (000) - 待关闭状态，不再接受新任务，但会继续处理队列中的任务。 3. **STOP** (001) - 停止状态，既不接受新任务，也不处理队列中的任务，并尝试结束正在执行的任务。当工作线程数为0时，线程池将进入TIDYING状态。 4. **TIDYING** (010) - 整理状态，所有任务都已完成，且没有工作线程，执行`terminated`方法后进入TERMINATED状态。 5. **TERMINATED** (011) - 终止状态，线程池完全停止，所有资源已释放。 线程池的关键数据结构： 1. **BlockingQueue<Runnable> workQueue** - 任务队列，存储待执行的任务，线程池根据需要从中取出任务分配给工作线程。 2. **ReentrantLock mainLock** - 主锁，用于在更新内部数据（如线程数量、运行状态、工作线程的增加或减少）时进行同步。 3. **Condition termination** - 用于支持`awaitTermination`方法的等待条件。 4. **Worker 类** - Worker继承自`AbstractQueuedSynchronizer`并实现`Runnable`接口，是线程池的工作线程，它封装了实际的任务执行逻辑。 5. **HashSet<Worker> workers** - 存储所有Worker对象的集合，Worker对象的增删只能在持有mainLock时进行。 线程池的工作流程大致如下： 1. 当提交一个新任务到线程池时，ThreadPoolExecutor首先检查当前线程池状态是否允许接受任务。 2. 如果线程池处于RUNNING状态，任务会被添加到workQueue中，或者如果当前工作线程数量未达到核心线程数，会创建新的工作线程来执行任务。 3. 当线程池状态转变为SHUTDOWN，新任务将被拒绝，但会继续处理队列中的任务。 4. 在STOP状态下，线程池不再处理任何任务，包括队列中的任务，且尝试结束工作线程。 5. 当所有任务完成，且工作线程数为0时，线程池进入TIDYING状态，调用`terminated`方法，然后进入TERMINATED状态。 线程池的实现涉及到并发控制、任务调度和资源管理等多个方面，深入理解ThreadPoolExecutor的源码对于优化并发程序性能、控制并发规模以及避免线程安全问题具有重要意义。在实际开发中，可以根据任务特性选择合适的线程池配置，如线程池的大小、任务队列类型、拒绝策略等，以提高系统的并发性能和稳定性。