ThreadPoolExecutor任务调度策略

execute：

 execute方法时暴露给开发者提交任务的方法，这个方法就是整个线程池的入口。当然还有submit类方法，实际上也是调用了execute方法。

public void execute(Runnable command) {
    if (command == null)
        throw new NullPointerException();
    int c = ctl.get();
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { // 当前worker数量少于corePoolSize，直接开启一个核心线程执行
        if (addWorker(command, true)) // 添加核心线程失败
            return;
        c = ctl.get();
    }
    if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { // 如果核心池满了，那么会先将任务入队等待
        int recheck = ctl.get(); // 双重状态检验
        if (! isRunning(recheck) && remove(command))
            reject(command);
        else if (workerCountOf(recheck) == 0) // 此时若池中没有线程，则新开启一个线程去队列中取任务
            addWorker(null, false);
    }
    else if (!addWorker(command, false))
        reject(command);
}

addWorker：

 添加工作线程方法，这个方法时ThreadPoolExecutor的核心方法，代码中包含了多处状态检测。添加成功后则运行线程执行任务。

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
    retry:
    for (;;) {
        int c = ctl.get();
        int rs = runStateOf(c);

        // Check if queue empty only if necessary.
        if (rs >= SHUTDOWN &&
            ! (rs == SHUTDOWN &&
               firstTask == null &&
               ! workQueue.isEmpty()))
            return false;

        for (;;) {
            int wc = workerCountOf(c);
            if (wc >= CAPACITY ||
                wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize)) // 核心池满，任务需要入队
                return false;
            if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
                break retry;
            c = ctl.get();  // Re-read ctl
            if (runStateOf(c) != rs)
                continue retry;
            // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
        }
    }

    boolean workerStarted = false;
    boolean workerAdded = false;
    Worker w = null;
    try {
        w = new Worker(firstTask); // 创建新工作线程
        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();
                    workers.add(w); // 保存新建的工作线程
                    int s = workers.size();
                    if (s > largestPoolSize)
                        largestPoolSize = s;
                    workerAdded = true;
                }
            } finally {
                mainLock.unlock();
            }
            if (workerAdded) { // 新建工作线程添加成功后，调用start方法，执行任务
                t.start();
                workerStarted = true;
            }
        }
    } finally {
        if (! workerStarted)
            addWorkerFailed(w);
    }
    return workerStarted;
}

Worker：

 Worker是对工作线程进行了封装，保存了执行的任务，Worker本身实现了Runnable方法，run()中调用了ThreadPoolExecutor中的runWorker方法。

private final class Worker
    extends AbstractQueuedSynchronizer
    implements Runnable
{
 
    final Thread thread; // 工作线程
    
    Runnable firstTask; // 线程执行的任务，可能为null
    
    volatile long completedTasks; // 已经完成的任务

    Worker(Runnable firstTask) {
        setState(-1);
        this.firstTask = firstTask;
        this.thread = getThreadFactory().newThread(this); // 新建线程
    }

    public void run() {
        runWorker(this); // 线程执行runWorker()方法
    }

    // AQS实现锁的一些方法，lock、unlock，用于锁定Worker同时只能有一个线程访问
}

runWorker:

 runWorker是每个工作线程真正执行的方法，该方法参数Worker中包含了线程本身和要执行的任务。注意此方法是在各个工作线程中调用的。各个线程能够主动从任务队列中获取任务来执行。

final void runWorker(Worker w) {
    Thread wt = Thread.currentThread();
    Runnable task = w.firstTask;
    w.firstTask = null;
    w.unlock(); // allow interrupts
    boolean completedAbruptly = true;
    try {
    	// 首次while循环前，task不为null，则是根据某个任务构建的Worker，task为null，
    	// 则是构建Worker时，只是为了开启一个线程，指定了firstTask为null
        while (task != null || (task = getTask()) != null) { // 若task为null，当前线程主动从任务队列中获取任务，有可能发生超时
            w.lock();
            if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                 (Thread.interrupted() &&
                  runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                !wt.isInterrupted())
                wt.interrupt();
            try {
                beforeExecute(wt, task); // 钩子方法(protected)，ThreadPoolExecutor中为空方法
                Throwable thrown = null;
                try {
                    task.run(); // 直接在工作线程中调用任务的run()方法
                } catch (RuntimeException x) {
                    thrown = x; throw x;
                } catch (Error x) {
                    thrown = x; throw x;
                } catch (Throwable x) {
                    thrown = x; throw new Error(x);
                } finally {
                    afterExecute(task, thrown); // 钩子方法(protected)，ThreadPoolExecutor中为空方法
                }
            } finally {
                task = null; // 令task为null，下次循环时，线程主动队列中获取任务
                w.completedTasks++;
                w.unlock();
            }
        }
        completedAbruptly = false;
    } finally {
        processWorkerExit(w, completedAbruptly);
    }
}

getTask:

 是各个线程通过此方法从队列中获取任务，非核心线程有超时策略。此方法也是在各个线程中调用。此方法返回null时，runWorker中while循环结束，线程运行终止。

private Runnable getTask() {
    boolean timedOut = false;

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

        if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
            decrementWorkerCount();
            return null;
        }

        int wc = workerCountOf(c);

        // allowCoreThreadTimeOut用来表示是否核心线程也开启超时策略，默认为fallse
        // 如果为true，则所有线程均会发生超时，就不存在核心线程一说了。
        // 可以通过set方法设置allowCoreThreadTimeOut
        boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;

        if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
            && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
            if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
                return null;
            continue;
        }

        try {
        	// poll会发声超时，而take会一直阻塞，这也就是为什么核心线程即使在没有任务执行时，
        	// 也不会终止（一直阻塞在take方法），而非核心线程超时后就会终止。
            Runnable r = timed ?
                workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                workQueue.take();
            if (r != null)
                return r;
            timedOut = true;
        } catch (InterruptedException retry) {
            timedOut = false;
        }
    }
}