Java核心（二）深入理解线程池ThreadPool

Threadpool

本文你将获得以下信息：

线程池源码解读
线程池执行流程分析
带返回值的线程池实现
延迟线程池实现

为了方便读者理解，本文会由浅入深，先从线程池的使用开始再延伸到源码解读和源码分析等高级内容，读者可根据自己的情况自主选择阅读顺序和需要了解的章节。

一、线程池优点

线程池能够更加充分的利用CPU、内存、网络、IO等系统资源，线程池的主要作用如下：

利用线程池可以复用线程，控制最大并发数；
实现任务缓存策略和拒绝机制；
实现延迟执行

阿里巴巴Java开发手册强制规定：线程资源必须通过线程池提供，如下图：

线程池规定

二、线程池使用

本节会介绍7种线程池的创建与使用，线程池的状态介绍，ThreadPoolExecutor参数介绍等。

2.1 线程池创建

线程池可以使用Executors和ThreadPoolExecutor，其中使用Executors有六种创建线程池的方法，如下图：

线程池创建

// 使用Executors方式创建
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
ScheduledExecutorService singleThreadScheduledExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
ExecutorService workStealingPool = Executors.newWorkStealingPool();
// 原始创建方式
ThreadPoolExecutor tp = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 10L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

2.1.1 线程池解读

newSingleThreadExecutor()，它的特点在于工作线程数目被限制为 1，操作一个无界的工作队列，所以它保证了所有任务的都是被顺序执行，最多会有一个任务处于活动状态，并且不允许使用者改动线程池实例，因此可以避免其改变线程数目。
newCachedThreadPool()，它是一种用来处理大量短时间工作任务的线程池，具有几个鲜明特点：它会试图缓存线程并重用，当无缓存线程可用时，就会创建新的工作线程；如果线程闲置的时间超过 60 秒，则被终止并移出缓存；长时间闲置时，这种线程池，不会消耗什么资源。其内部使用 SynchronousQueue 作为工作队列。
newFixedThreadPool(int nThreads)，重用指定数目（nThreads）的线程，其背后使用的是无界的工作队列，任何时候最多有 nThreads 个工作线程是活动的。这意味着，如果任务数量超过了活动队列数目，将在工作队列中等待空闲线程出现；如果有工作线程退出，将会有新的工作线程被创建，以补足指定的数目 nThreads。
newSingleThreadScheduledExecutor() 创建单线程池，返回 ScheduledExecutorService，可以进行定时或周期性的工作调度。
newScheduledThreadPool(int corePoolSize)和newSingleThreadScheduledExecutor()类似，创建的是个 ScheduledExecutorService，可以进行定时或周期性的工作调度，区别在于单一工作线程还是多个工作线程。
newWorkStealingPool(int parallelism)，这是一个经常被人忽略的线程池，Java 8 才加入这个创建方法，其内部会构建ForkJoinPool，利用Work-Stealing算法，并行地处理任务，不保证处理顺序。
ThreadPoolExecutor是最原始的线程池创建，上面1-3创建方式都是对ThreadPoolExecutor的封装。

总结： 其中newSingleThreadExecutor、newCachedThreadPool、newFixedThreadPool是对ThreadPoolExecutor的封装实现，newSingleThreadScheduledExecutor、newScheduledThreadPool则为ThreadPoolExecutor子类ScheduledThreadPoolExecutor的封装，用于执行延迟任务，newWorkStealingPool则为Java 8新加的方法。

2.1.2 单线程池的意义

从以上代码可以看出newSingleThreadExecutor和newSingleThreadScheduledExecutor创建的都是单线程池，那么单线程池的意义是什么呢？

虽然是单线程池，但提供了工作队列，生命周期管理，工作线程维护等功能。

2.2 ThreadPoolExecutor解读

ThreadPoolExecutor作为线程池的核心方法，我们来看一下ThreadPoolExecutor内部实现，以及封装类是怎么调用ThreadPoolExecutor的。

先从构造函数说起，构造函数源码如下：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
            null :
            AccessController.getContext();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

参数说明：

corePoolSize：所谓的核心线程数，可以大致理解为长期驻留的线程数目（除非设置了 allowCoreThreadTimeOut）。对于不同的线程池，这个值可能会有很大区别，比如 newFixedThreadPool 会将其设置为 nThreads，而对于 newCachedThreadPool 则是为 0。
maximumPoolSize：顾名思义，就是线程不够时能够创建的最大线程数。同样进行对比，对于 newFixedThreadPool，当然就是 nThreads，因为其要求是固定大小，而 newCachedThreadPool 则是 Integer.MAX_VALUE。
keepAliveTime：空闲线程的保活时间，如果线程的空闲时间超过这个值，那么将会被关闭。注意此值生效条件必须满足：空闲时间超过这个值，并且线程池中的线程数少于等于核心线程数corePoolSize。当然核心线程默认是不会关闭的，除非设置了allowCoreThreadTimeOut(true)那么核心线程也可以被回收。
TimeUnit：时间单位。
BlockingQueue：任务丢列，用于存储线程池的待执行任务的。
threadFactory：用于生成线程，一般我们可以用默认的就可以了。
handler：当线程池已经满了，但是又有新的任务提交的时候，该采取什么策略由这个来指定。有几种方式可供选择，像抛出异常、直接拒绝然后返回等，也可以自己实现相应的接口实现自己的逻辑。

来看一下线程池封装类对于ThreadPoolExecutor的调用：

newSingleThreadExecutor对ThreadPoolExecutor的封装源码如下：

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new Executors.FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

newCachedThreadPool对ThreadPoolExecutor的封装源码如下：

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

newFixedThreadPool对ThreadPoolExecutor的封装源码如下：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

ScheduledExecutorService对ThreadPoolExecutor的封装源码如下：

public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
    return new DelegatedScheduledExecutorService
        (new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}

newSingleThreadScheduledExecutor使用的是ThreadPoolExecutor的子类ScheduledThreadPoolExecutor，如下图所示：

Threadpool

newScheduledThreadPool对ThreadPoolExecutor的封装源码如下：

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

newScheduledThreadPool使用的也是ThreadPoolExecutor的子类ScheduledThreadPoolExecutor。

2.3 线程池状态

查看ThreadPoolExecutor源码可知线程的状态如下：

Threadpool

线程状态解读（以下内容来源于：https://javadoop.com/post/java-thread-pool）：

RUNNING：这个没什么好说的，这是最正常的状态：接受新的任务，处理等待队列中的任务；
SHUTDOWN：不接受新的任务提交，但是会继续处理等待队列中的任务；
STOP：不接受新的任务提交，不再处理等待队列中的任务，中断正在执行任务的线程；
TIDYING：所有的任务都销毁了，workCount 为 0。线程池的状态在转换为 TIDYING 状态时，会执行钩子方法 terminated()；
TERMINATED：terminated() 方法结束后，线程池的状态就会变成这个；

RUNNING 定义为 -1，SHUTDOWN 定义为 0，其他的都比 0 大，所以等于 0 的时候不能提交任务，大于 0 的话，连正在执行的任务也需要中断。

看了这几种状态的介绍，读者大体也可以猜到十之八九的状态转换了，各个状态的转换过程有以下几种：

RUNNING -> SHUTDOWN：当调用了 shutdown() 后，会发生这个状态转换，这也是最重要的；
(RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP：当调用 shutdownNow() 后，会发生这个状态转换，这下要清楚 shutDown() 和 shutDownNow() 的区别了；
SHUTDOWN -> TIDYING：当任务队列和线程池都清空后，会由 SHUTDOWN 转换为 TIDYING；
STOP -> TIDYING：当任务队列清空后，发生这个转换；
TIDYING -> TERMINATED：这个前面说了，当 terminated() 方法结束后；

2.4 线程池执行

说了那么多下来一起来看线程池的是怎么执行任务的，线程池任务提交有两个方法：

execute
submit

其中execute只能接受Runnable类型的任务，使用如下：

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
});

submit可以接受Runnable或Callable类型的任务，使用如下：

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
executorService.submit(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
});

2.4.1 带返回值的线程池实现

使用submit传递Callable类可以获取执行任务的返回值，Callable是JDK 1.5 添加的特性用于补充Runnable无返回的情况。

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<Long> result = executorService.submit(new Callable<Long>() {
    @Override
    public Long call() throws Exception {
        return new Date().getTime();
    }
});
try {
    System.out.println("运行结果：" + result.get());
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
    e.printStackTrace();
}

2.4.2 延迟线程池实现

在线程池中newSingleThreadScheduledExecutor和newScheduledThreadPool返回的是ScheduledExecutorService，用于执行延迟线程池的，代码如下：

// 延迟线程池
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("time:" + new Date().getTime());
    }
}, 10, TimeUnit.SECONDS);

完整示例下载地址： https://github.com/vipstone/java-core-example

三、线程池源码解读

阅读线程池的源码有一个小技巧，可以按照线程池执行的顺序进行串连关联阅读，这样更容易理解线程池的实现。

源码阅读流程解读

我们先从线程池的任务提交方法execute()开始阅读，从execute()我们会发现线程池执行的核心方法是addWorker()，在addWorker()中我们发现启动线程调用了start()方法，调用start()方法之后会执行Worker类的run()方法，run里面调用runWorker()，运行程序的关键在于getTask()方法，getTask()方法之后就是此线程的关闭，整个线程池的工作流程也就完成了，下来一起来看吧（如果本段文章没看懂的话也可以看完源码之后，回过头来再看一遍）。

3.1 execute() 源码解读

public void execute(Runnable command) {
    if (command == null)
        throw new NullPointerException();
    int c = ctl.get();

    // 如果当前线程数少于核心线程数，那么直接添加一个 worker 来执行任务，
    // 创建一个新的线程，并把当前任务 command 作为这个线程的第一个任务(firstTask)
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
        // 添加任务成功，那么就结束了。提交任务嘛，线程池已经接受了这个任务，这个方法也就可以返回了
        // 至于执行的结果，到时候会包装到 FutureTask 中。
        // 返回 false 代表线程池不允许提交任务
        if (addWorker(command, true))
            return;
        c = ctl.get();
    }
    // 到这里说明，要么当前线程数大于等于核心线程数，要么刚刚 addWorker 失败了

    // 如果线程池处于 RUNNING 状态，把这个任务添加到任务队列 workQueue 中
    if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
        /* 这里面说的是，如果任务进入了 workQueue，我们是否需要开启新的线程
         * 因为线程数在 [0, corePoolSize) 是无条件开启新的线程
         * 如果线程数已经大于等于 corePoolSize，那么将任务添加到队列中，然后进到这里
         */
        int recheck = ctl.get();
        // 如果线程池已不处于 RUNNING 状态，那么移除已经入队的这个任务，并且执行拒绝策略
        if (! isRunning(recheck) && remove(command))
            reject(command);
        // 如果线程池还是 RUNNING 的，并且线程数为 0，那么开启新的线程
        // 到这里，我们知道了，这块代码的真正意图是：担心任务提交到队列中了，但是线程都关闭了
        else if (workerCountOf(recheck) == 0)
            addWorker(null, false);
    }
    // 如果 workQueue 队列满了，那么进入到这个分支
    // 以 maximumPoolSize 为界创建新的 worker，
    // 如果失败，说明当前线程数已经达到 maximumPoolSize，执行拒绝策略
    else if (!addWorker(command, false))
        reject(command);
}

3.2 addWorker() 源码解读

// 第一个参数是准备提交给这个线程执行的任务，之前说了，可以为 null
// 第二个参数为 true 代表使用核心线程数 corePoolSize 作为创建线程的界线，也就说创建这个线程的时候，
//         如果线程池中的线程总数已经达到 corePoolSize，那么不能响应这次创建线程的请求
//         如果是 false，代表使用最大线程数 maximumPoolSize 作为界线
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
    retry:
    for (;;) {
        int c = ctl.get();
        int rs = runStateOf(c);

        // 这个非常不好理解
        // 如果线程池已关闭，并满足以下条件之一，那么不创建新的 worker：
        // 1. 线程池状态大于 SHUTDOWN，其实也就是 STOP, TIDYING, 或 TERMINATED
        // 2. firstTask != null
        // 3. workQueue.isEmpty()
        // 简单分析下：
        // 还是状态控制的问题，当线程池处于 SHUTDOWN 的时候，不允许提交任务，但是已有的任务继续执行
        // 当状态大于 SHUTDOWN 时，不允许提交任务，且中断正在执行的任务
        // 多说一句：如果线程池处于 SHUTDOWN，但是 firstTask 为 null，且 workQueue 非空，那么是允许创建 worker 的
        if (rs >= SHUTDOWN &&
            ! (rs == SHUTDOWN &&
               firstTask == null &&
               ! workQueue.isEmpty()))
            return false;

        for (;;) {
            int wc = workerCountOf(c);
            if (wc >= CAPACITY ||
                wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
                return false;
            // 如果成功，那么就是所有创建线程前的条件校验都满足了，准备创建线程执行任务了
            // 这里失败的话，说明有其他线程也在尝试往线程池中创建线程
            if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
                break retry;
            // 由于有并发，重新再读取一下 ctl
            c = ctl.get();
            // 正常如果是 CAS 失败的话，进到下一个里层的for循环就可以了
            // 可是如果是因为其他线程的操作，导致线程池的状态发生了变更，如有其他线程关闭了这个线程池
            // 那么需要回到外层的for循环
            if (runStateOf(c) != rs)
                continue retry;
            // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
        }
    }

    /* 
     * 到这里，我们认为在当前这个时刻，可以开始创建线程来执行任务了，
     * 因为该校验的都校验了，至于以后会发生什么，那是以后的事，至少当前是满足条件的
     */

    // worker 是否已经启动
    boolean workerStarted = false;
    // 是否已将这个 worker 添加到 workers 这个 HashSet 中
    boolean workerAdded = false;
    Worker w = null;
    try {
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        // 把 firstTask 传给 worker 的构造方法
        w = new Worker(firstTask);
        // 取 worker 中的线程对象，之前说了，Worker的构造方法会调用 ThreadFactory 来创建一个新的线程
        final Thread t = w.thread;
        if (t != null) {
            // 这个是整个类的全局锁，持有这个锁才能让下面的操作“顺理成章”，
            // 因为关闭一个线程池需要这个锁，至少我持有锁的期间，线程池不会被关闭
            mainLock.lock();
            try {

                int c = ctl.get();
                int rs = runStateOf(c);

                // 小于 SHUTTDOWN 那就是 RUNNING，这个自不必说，是最正常的情况
                // 如果等于 SHUTDOWN，前面说了，不接受新的任务，但是会继续执行等待队列中的任务
                if (rs < SHUTDOWN ||
                    (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
                    // worker 里面的 thread 可不能是已经启动的
                    if (t.isAlive())
                        throw new IllegalThreadStateException();
                    // 加到 workers 这个 HashSet 中
                    workers.add(w);
                    int s = workers.size();
                    // largestPoolSize 用于记录 workers 中的个数的最大值
                    // 因为 workers 是不断增加减少的，通过这个值可以知道线程池的大小曾经达到的最大值
                    if (s > largestPoolSize)
                        largestPoolSize = s;
                    workerAdded = true;
                }
            } finally {
                mainLock.unlock();
            }
            // 添加成功的话，启动这个线程
            if (workerAdded) {
                // 启动线程
                t.start();
                workerStarted = true;
            }
        }
    } finally {
        // 如果线程没有启动，需要做一些清理工作，如前面 workCount 加了 1，将其减掉
        if (! workerStarted)
            addWorkerFailed(w);
    }
    // 返回线程是否启动成功
    return workerStarted;
}

在这段代码可以看出，调用了t.start();

3.3 runWorker() 源码解读

根据上面代码可知，调用了Worker的t.start()之后，紧接着会调用Worker的run()方法，run()源码如下：

public void run() {
    runWorker(this);
}

runWorker()源码如下：

//  worker 线程启动后调用,while 循环(即自旋!)不断从等待队列获取任务并执行
//  worker 初始化时，可指定 firstTask，那么第一个任务也就可以不需要从队列中获取
final void runWorker(Worker w) {
    Thread wt = Thread.currentThread();
    // 该线程的第一个任务(若有)
    Runnable task = w.firstTask;
    w.firstTask = null;
    // 允许中断
    w.unlock(); 
    boolean completedAbruptly = true;
    try {
        // 循环调用 getTask 获取任务
        while (task != null || (task = getTask()) != null) {
            w.lock();          
            // 若线程池状态大于等于 STOP，那么意味着该线程也要中断
              /**
               * 若线程池STOP，请确保线程 已被中断
               * 如果没有，请确保线程未被中断
               * 这需要在第二种情况下进行重新检查，以便在关中断时处理shutdownNow竞争
               */
            if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                 (Thread.interrupted() &&
                  runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                !wt.isInterrupted())
                wt.interrupt();
            try {
                // 这是一个钩子方法，留给需要的子类实现
                beforeExecute(wt, task);
                Throwable thrown = null;
                try {
                    // 到这里终于可以执行任务了
                    task.run();
                } catch (RuntimeException x) {
                    thrown = x; throw x;
                } catch (Error x) {
                    thrown = x; throw x;
                } catch (Throwable x) {
                    // 这里不允许抛出 Throwable，所以转换为 Error
                    thrown = x; throw new Error(x);
                } finally {
                    // 也是一个钩子方法，将 task 和异常作为参数，留给需要的子类实现
                    afterExecute(task, thrown);
                }
            } finally {
                // 置空 task，准备 getTask 下一个任务
                task = null;
                // 累加完成的任务数
                w.completedTasks++;
                // 释放掉 worker 的独占锁
                w.unlock();
            }
        }
        completedAbruptly = false;
    } finally {
        // 到这里，需要执行线程关闭
        // 1. 说明 getTask 返回 null，也就是说，这个 worker 的使命结束了，执行关闭
        // 2. 任务执行过程中发生了异常
        //    第一种情况，已经在代码处理了将 workCount 减 1，这个在 getTask 方法分析中说
        //    第二种情况，workCount 没有进行处理，所以需要在 processWorkerExit 中处理
        processWorkerExit(w, completedAbruptly);
    }
}

3.4 getTask() 源码解读

runWorker里面的有getTask()，来看下具体的实现：

// 此方法有三种可能
// 1. 阻塞直到获取到任务返回。默认 corePoolSize 之内的线程是不会被回收的，它们会一直等待任务
// 2. 超时退出。keepAliveTime 起作用的时候，也就是如果这么多时间内都没有任务，那么应该执行关闭
// 3. 如果发生了以下条件，须返回 null
//     池中有大于 maximumPoolSize 个 workers 存在(通过调用 setMaximumPoolSize 进行设置)
//     线程池处于 SHUTDOWN，而且 workQueue 是空的，前面说了，这种不再接受新的任务
//     线程池处于 STOP，不仅不接受新的线程，连 workQueue 中的线程也不再执行
private Runnable getTask() {
    boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?
   for (;;) {
            // 允许核心线程数内的线程回收，或当前线程数超过了核心线程数，那么有可能发生超时关闭
            // 这里 break，是为了不往下执行后一个 if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
            // 两个 if 一起看：如果当前线程数 wc > maximumPoolSize，或者超时，都返回 null
            // 那这里的问题来了，wc > maximumPoolSize 的情况，为什么要返回 null？
            // 换句话说，返回 null 意味着关闭线程。
            // 那是因为有可能开发者调用了 setMaximumPoolSize 将线程池的 maximumPoolSize 调小了
            // 如果此 worker 发生了中断，采取的方案是重试
            // 解释下为什么会发生中断，这个读者要去看 setMaximumPoolSize 方法，
            // 如果开发者将 maximumPoolSize 调小了，导致其小于当前的 workers 数量，
            // 那么意味着超出的部分线程要被关闭。重新进入 for 循环，自然会有部分线程会返回 null
            int c = ctl.get();
            int rs = runStateOf(c);
            // Check if queue empty only if necessary.
            if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
                // CAS 操作，减少工作线程数
                decrementWorkerCount();
                return null;
            }
            int wc = workerCountOf(c);
            // Are workers subject to culling?
            boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
            if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
                && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
                if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
                    return null;
                continue;
            }
            try {
                Runnable r = timed ?
                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                    workQueue.take();
                if (r != null)
                    return r;
                timedOut = true;
            } catch (InterruptedException retry) {
            // 如果此 worker 发生了中断，采取的方案是重试
            // 解释下为什么会发生中断，这个读者要去看 setMaximumPoolSize 方法，
            // 如果开发者将 maximumPoolSize 调小了，导致其小于当前的 workers 数量，
            // 那么意味着超出的部分线程要被关闭。重新进入 for 循环，自然会有部分线程会返回 null
                timedOut = false;
            }
        }
}

四、线程池执行流程

线程池的执行流程如下图：

Threadpool

五、总结

本文总结以问答的形式展示，引自《深度解读 java 线程池设计思想及源码实现》，最下方附参考地址。

1、线程池有哪些关键属性？

corePoolSize 到 maximumPoolSize 之间的线程会被回收，当然 corePoolSize 的线程也可以通过设置而得到回收（allowCoreThreadTimeOut(true)）。
workQueue 用于存放任务，添加任务的时候，如果当前线程数超过了 corePoolSize，那么往该队列中插入任务，线程池中的线程会负责到队列中拉取任务。
keepAliveTime 用于设置空闲时间，如果线程数超出了 corePoolSize，并且有些线程的空闲时间超过了这个值，会执行关闭这些线程的操作
rejectedExecutionHandler 用于处理当线程池不能执行此任务时的情况，默认有抛出 RejectedExecutionException 异常、忽略任务、使用提交任务的线程来执行此任务和将队列中等待最久的任务删除，然后提交此任务这四种策略，默认为抛出异常。

2、线程池中的线程创建时机？

如果当前线程数少于 corePoolSize，那么提交任务的时候创建一个新的线程，并由这个线程执行这个任务；
如果当前线程数已经达到 corePoolSize，那么将提交的任务添加到队列中，等待线程池中的线程去队列中取任务；
如果队列已满，那么创建新的线程来执行任务，需要保证池中的线程数不会超过 maximumPoolSize，如果此时线程数超过了 maximumPoolSize，那么执行拒绝策略。

3、任务执行过程中发生异常怎么处理？

如果某个任务执行出现异常，那么执行任务的线程会被关闭，而不是继续接收其他任务。然后会启动一个新的线程来代替它。

4、什么时候会执行拒绝策略？

workers 的数量达到了 corePoolSize，任务入队成功，以此同时线程池被关闭了，而且关闭线程池并没有将这个任务出队，那么执行拒绝策略。这里说的是非常边界的问题，入队和关闭线程池并发执行，读者仔细看看 execute 方法是怎么进到第一个 reject(command) 里面的。
workers 的数量大于等于 corePoolSize，准备入队，可是队列满了，任务入队失败，那么准备开启新的线程，可是线程数已经达到 maximumPoolSize，那么执行拒绝策略。

六、参考资料

书籍：《码出高效：Java开发手册》

Java核心技术36讲：http://t.cn/EwUJvWA

深度解读 java 线程池设计思想及源码实现：https://javadoop.com/post/java-thread-pool

Java线程池-ThreadPoolExecutor源码解析(基于Java8)：https://www.imooc.com/article/42990

课程推荐：

线程池创建

本文链接：https://www.cnblogs.com/vipstone/p/9984238.html

Java核心（二）深入理解线程池ThreadPool

一、线程池优点

二、线程池使用

2.1 线程池创建

2.1.1 线程池解读

2.1.2 单线程池的意义

2.2 ThreadPoolExecutor解读

2.3 线程池状态

2.4 线程池执行

2.4.1 带返回值的线程池实现

2.4.2 延迟线程池实现

三、线程池源码解读

3.1 execute() 源码解读

3.2 addWorker() 源码解读

3.3 runWorker() 源码解读

3.4 getTask() 源码解读

四、线程池执行流程

五、总结

1、线程池有哪些关键属性？

2、线程池中的线程创建时机？

3、任务执行过程中发生异常怎么处理？

4、什么时候会执行拒绝策略？

六、参考资料

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