Java线程池工作原理详解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_37917304/article/details/108597142

本文深入探讨Java线程池的工作原理，包括ThreadPoolExecutor的execute()方法、线程池状态控制（ctl）以及线程复用机制。通过分析源码，揭示线程池如何管理线程，执行任务，以及在不同状态下如何处理任务队列。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

前言

在刚接触多线程编程时，曾写过类似于如下代码：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
   
    ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(10, 20, 1, TimeUnit.HOURS, new LinkedBlockingDeque<>());
    Thread thread = new Thread(() -> System.out.println("子线程运行"));
    poolExecutor.submit(thread);
    thread.join();
}

既想要使用线程池来管理线程，又想要阻塞当前线程。结果运行时发现thread.join()方法并没有起作用，究其原因，thread线程并没有启动，然而确实有子线程运行并打印了数据，因此有必要了解一下submit()方法的执行原理。

ThreadPoolExecutor

从上图可以发现 ThreadPoolExecutor类相关的继承关系，而submit(Runnable)方法在其父类AbstractExecutorService中有具体实现：

public Future<?> submit(Runnable task) {
   
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
    execute(ftask);
    return ftask;
}

protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {
   
    return new FutureTask<T>(runnable, value);
}

从这里就能发现原有线程不启动的原因了，submit()方法接收一个Runnable参数对象，封装成FutureTask，并执行该任务，而不是启动原来的线程。

线程池处理任务的流程

ctl

线程池内部维护一个AtomicInteger类型的变量ctl，通过位运算的方式以该数字表示线程池的两个状态，原理为：二进制高 3 位表示 runState，低 29 位表示workerCount。

workerCount：存活的线程数
runState：线程池当前的运行状态
- RUNNING: 接受新任务，处理等待队列中的任务。
- SHUTDOWN: 不接受新任务，处理等待队列中的任务。
- STOP: 不接受新任务，丢弃等待队列中的任务，中断正在运行的任务。
- TIDYING: 当所有的任务已终止，workCount 为0，线程池会变为 TIDYING 状态。接着会执行terminated()函数。
- TERMINATED：terminated()函数执行完成。

execute()

线程池处理任务的主要方法为execute()方法，下面看一下它的源码：

public void execute(Runnable command) {
   
    if (command == null) throw new NullPointerException();
    int c = ctl.get();
    //1. 如果当前工作线程数小于 corePoolSize
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
   
        //创建核心线程，并将 command 作为其绑定运行的第一个任务
        if (addWorker(command, true))
            return;
        c = ctl