1、由于系統創建和銷毀線程都會占用系統資源（CPU時間），如果對于某些執行耗時很少，但是數量很多的任務，大部分的時間都會花在創建和銷毀線程，所以引入了線程池的概念；其實原理和數據庫連接池（對象池）是一樣的，都是為了避免某些不必要的損耗。
2、我們可以使用構造方法去初始化線程池，
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 5, 10, TimeUnit.MINUTES, new LinkedBlockingQueue<>(), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
其中有幾個必要的參數：
（1）corePoolSize: 核心線程池的大小（可以理解為空閑時期線程池中最小數目，但是需要任何時期線程數量大于等于過corePoolSize），必須大于等于0。
（2）maximumPoolSize: 線程池中最大線程數量，必須大于0。
（3）keepAliveTime: 空閑時期非核心線程最大存活時間，必須大于0。
（4）workQueue: 任務隊列。
（5）threadFactory: 線程創建工廠。
（6）handler: 飽和策略。
上面幾個參數很好理解，也是初始化線程池的必要參數；然后線程池還提供了一個比較有意思的參數：
allowCoreThreadTimeOut: 是否允許核心線程超時，它的默認值是false
從字面意思理解，就是是否讓核心線程超時銷毀，所以我們一般所理解的核心線程不會被銷毀，在這個值設置為true的時候，就是不正確的哦（我就被面試官問到過，然后還自信滿滿的說核心線程不會被銷毀！）；具體使用后面解釋。
3、現在我們需要使用線程池來執行我們的任務，它提供了
// 使用Future模式，有三種重載
Future future = executor.submit(() -> System.out.println("do work"));
// 普通提交任務方式
executor.execute(() -> System.out.println("do work"));
等幾種方法提交任務。但是最終都是使用execute方法去執行任務，只不過submit是對我們的任務進行了封裝；所以我們關注execute的邏輯，究竟線程池是怎樣幫助我們完成任務的。
/*
* Proceed in 3 steps:
*
* 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to
* start a new thread with the given command as its first
* task. The call to addWorker atomically checks runState and
* workerCount, and so prevents false alarms that would add
* threads when it shouldn't, by returning false.
*
* 2. If a task can be successfully queued, then we still need
* to double-check whether we should have added a thread
* (because existing ones died since last checking) or that
* the pool shut down since entry into this method. So we
* recheck state and if necessary roll back the enqueuing if
* stopped, or start a new thread if there are none.
*
* 3. If we cannot queue task, then we try to add a new
* thread. If it fails, we know we are shut down or saturated
* and so reject the task.
*/
// 獲取當前運行狀態以及線程數量
int c = ctl.get();
// 如果線程數小于核心線程數，則創建新線程（無論線程池中是否有可以執行任務的線程）
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
// 創建新線程并且執行任務
if (addWorker(command, true))
return;
// 核心線程創建失敗，獲取當前運行狀態以及線程數量
c = ctl.get();
}
// 判斷是否可以接受新任務（當前運行狀態），以及隊列是否滿
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
int recheck = ctl.get();
// 再次檢測，如果當前運行狀態是非RUNNING，而且任務移除成功，那么拒絕任務（會執行飽和策略）
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
// 當前運行狀態是RUNNING或者移除任務失敗，再判斷未終止的線程數是否等于0，是則創建新線程
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
addWorker(null, false);
}
// 當運行狀態為非RUNNING或者隊列滿了（邏輯上如此，但是實際在addWorker中如果運行狀態是非RUNNING并且傳入任務非空，是無法創建新線程的），創建新線程；如果創建失敗（由于運行狀態、或者最大線程數），則拒絕任務
else if (!addWorker(command, false))
reject(command);
以上是execute的源碼，大致上的邏輯我們都清楚了，有一點需要我們注意，就是核心線程的創建，它并不是有可執行任務的核心線程就不去創建，而是只要當前線程數小于核心線程數的時候，有新任務添加就會直接創建核心線程，然后我們需要明白它是如何判斷運行狀態的；線程池中提供了幾個常量：
// 位移位數 32 - 3
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
// 計量新建線程數量的最大值 000111...111(29個1)
private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;
// runState is stored in the high-order bits
// RUNNING狀態 111000...000(29個0)
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;
// SHUTDOWN狀態 000000...000(32個0)
private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;
// STOP狀態 001000...000(29個0)
private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;
// TIDYING狀態 010000...000(30個0)
private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;
// TERMINATED狀態 011000...000(29個0)
private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;
以上常量就是用來表示線程池運行狀態的，然后記錄當前運行狀態以及線程數量用
// 將當前線程池設置為RUNNING狀態，并計入0個線程
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
所以我們也就可以理解，它用了32位的整型做狀態表示以及計數，前三位表示運行狀態，后29位用來計數。所以對于源碼里面的幾個函數我們也就可以理解了
// 判斷當前運行狀態 c是ctl.get()獲取的當前運行狀態以及線程數量值，然后與上111000...000
private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }
// 計算當前線程數目 c是ctl.get()獲取的，然后與上000111...111
private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }
// 運行狀態（rs）下計入線程數量（wc）
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }
// 判斷運行狀態大小
private static boolean runStateLessThan(int c, int s) { return c < s; }
private static boolean runStateAtLeast(int c, int s) { return c >= s; }
// 判斷是否RUNNING狀態
private static boolean isRunning(int c) { return c < SHUTDOWN; }
現在關于整個execute的執行邏輯、判斷條件基本理解，所以我們需要理解它是如何添加任務，如何讓線程運行起來，執行完任務之后如何去等待繼續去執行新任務。
以下是addWorker的源碼，我們分為兩部分分析，先看CAS判斷：
retry:
for (;;) {
int c = ctl.get();
// 獲取當前運行狀態
int rs = runStateOf(c);
// Check if queue empty only if necessary.
//這里就是我們之前說的，如果運行狀態是非RUNNING并且當前任務是非空，是無法創建新線程的
if (rs >= SHUTDOWN &&
! (rs == SHUTDOWN &&
firstTask == null &&
! workQueue.isEmpty()))
return false;
for (;;) {
// 獲取當前未終止的線程數量
int wc = workerCountOf(c);
// 判斷數量是否超過限制（計數最大限制、核心線程限制、最大線程數量限制）
if (wc >= CAPACITY ||
wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
return false;
// 比較并增加1，如果成功，那么結束判斷，進入創建線程邏輯
if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
break retry;
// 重新判斷運行狀態，如果有變化，則重新進入retry循環，否則繼續當前循環
c = ctl.get(); // Re-read ctl
if (runStateOf(c) != rs)
continue retry;
// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
}
}
以上是CAS算法判斷是否能夠新創建線程，如果成功break出retry循環，那么就進入創建線程的邏輯。
然后我們在分析線程創建：
boolean workerStarted = false;
boolean workerAdded = false;
Worker w = null;
try {
// 創建Worker（就是我們的線程），這里Worker中會帶一個Thread對象與它（Worker）做雙向引用，后續分析Worker的工作原理
// firstTask就是我們真正的需要執行的任務
w = new Worker(firstTask);
// 這就是Worker中的Thread對象
final Thread t = w.thread;
if (t != null) {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
// Recheck while holding lock.
// Back out on ThreadFactory failure or if
// shut down before lock acquired.
int rs = runStateOf(ctl.get());
if (rs < SHUTDOWN ||
(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
if (t.isAlive()) // precheck that t is startable
throw new IllegalThreadStateException();
// 將新創建的Worker加入HashSet中
workers.add(w);
// 記錄至今最大的workers數量
int s = workers.size();
if (s > largestPoolSize)
largestPoolSize = s;
workerAdded = true;
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
// 如果創建成功，則啟動Worker中的線程，這里很重要，這也是Worker的啟動，幫助我們執行任務的關鍵，需要結合Worker初始化的源碼分析，才能更好理解
if (workerAdded) {
t.start();
workerStarted = true;
}
}
} finally {
// 如果創建失敗，那么做失敗處理
if (! workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
// 返回是否成功的標志
return workerStarted;
上面就是創建Worker（線程）的邏輯，比較關鍵的是Worker的初始化和啟動，現在我們繼續分析Worker的源碼，理解它是如何與Thread做綁定，然后幫助我們執行任務的：
Worker(Runnable firstTask) {
// 這里是標志Worker狀態
setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
// 需要執行的任務
this.firstTask = firstTask;
// 創建Thread，并且Thread中的Runnable對象是Worker本身
this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
}
Worker其實也是實現了Runnable接口，從構造函數我們可以知道，在初始化Worker的時候，將本身和它的Thread對象進行雙向引用，再結合addWorker中啟動Worker中Thread的邏輯，就明白了，t.start實際上是執行了Worker中的run方法，然后我們繼續分析Worker中的run方法，它執行了runWorker方法：
final void runWorker(Worker w) {
// 獲取當前線程，也就是Worker中的Thread
Thread wt = Thread.currentThread();
// 獲取Worker需要執行的任務（也就是我們實際的任務）
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
// 改變Worker的狀態
w.unlock(); // allow interrupts
boolean completedAbruptly = true;
try {
// 判斷當前任務是否為null，如果是空，則去隊列獲取任務
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
// 改變Worker的狀態
w.lock();
// If pool is stopping, ensure thread is interrupted;
// if not, ensure thread is not interrupted. This
// requires a recheck in second case to deal with
// shutdownNow race while clearing interrupt
if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
(Thread.interrupted() &&
runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
!wt.isInterrupted())
wt.interrupt();
try {
// 執行任務之前，可以自己重寫該方法，從而做響應的預處理
beforeExecute(wt, task);
Throwable thrown = null;
try {
// 執行我們實際的任務
task.run();
} catch (RuntimeException x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Error x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Throwable x) {
thrown = x; throw new Error(x);
} finally {
// 執行任務之后，可以自己重寫該方法，從而在結束之后做相應處理
afterExecute(task, thrown);
}
} finally {
task = null;
// 當前Worker至今完成的所有任務總和
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
completedAbruptly = false;
} finally {
// 由于獲取任務超時終止當前Worker，這里對Worker做終止處理
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}
以上是Worker的工作原理，其中最主要的是getTask方法，這里就是保證它不退出一直WAITING或者TIMED_WAITING，等待任務入隊的關鍵（這里有個面試題喲，面試官問過我，當線程執行完任務之后會處于什么狀態，很多人可能認為會處于阻塞狀態，因為BlockingQueue嘛，但是是不對哦，BlockingQueue中take方法是用了LockSupport.park來使當前線程進入WAITING，而poll(timeout, timeunit)方法則是用LockSupport.parkNanos使線程進入TIMED_WAITING！這里可以了解ReentrantLock；不過我們根據線程狀態改變的條件也能推斷，這里狀態改變的情況）；然后我們再來看一下getTask的源碼：
/**
* 我們需要明白一點，當getTask方法返回null的時候，就表示當前調用Worker需要終止
*/
private Runnable getTask() {
boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?
for (;;) {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c);
// Check if queue empty only if necessary.
// 如果運行狀態為SHUTDOWN并且隊列為空或者運行狀態是STOP，那么終止Worker
if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
decrementWorkerCount();
return null;
}
int wc = workerCountOf(c);
// Are workers subject to culling?
// 這里就是我們之前說的，那個比較有意思的屬性，是否讓核心線程超時
boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
// 如果線程數量大于最大數量或者已經超時 并且 線程池中有線程或者隊列為空，則嘗試結束當前Worker
if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
&& (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
return null;
continue;
}
try {
// 判斷是否需要有超時獲取任務
Runnable r = timed ?
workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
workQueue.take();
if (r != null)
return r;
timedOut = true;
} catch (InterruptedException retry) {
timedOut = false;
}
}
}
上面就是getTask的邏輯，然后主要就是在
Runnable r = timed ?
workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
workQueue.take();
如果timed是true，也就是當前線程數量大于核心數量或者是我們把allowCoreThreadTimeOut屬性設置為true，那么就使用poll超時獲取，否則使用take一直等待獲取任務；所以其實對于線程池，核心線程也是有可能被銷毀的！
到這里，我們基本將線程池的整個工作邏輯都串起來了，也基本明白它是如何幫助我們執行任務；但是這僅僅是主干邏輯，還有很多細節，比如它的shutdown處理、terminal處理以及Worker的狀態改變等等。所以看似簡單，但是要吃透，還需要更深入的理解。
如果有不正確的地方，請幫忙指正，謝謝！
