Java线程池是如何保证核心线程不被销毁的

对于Java中 Thread 对象，同一个线程对象调用 start 方法后，会在执行完run 后走向终止（TERMINATED）状态，也就是说一个线程对象是不可以通过多次调用 start 方法重复执行 run 方法内容的。

详情可通过该链接了解：Java同一个线程对象能否多次调用start方法

问题：那 Java 线程池中是如何保证核心线程不会终止的呢？

接下来将通过源码分析线程池是如何保证核心线程不被终止的，在分析前需要了解 ThreadPoolExecutor中几个重要成员变量和方法，便于下面源码阅读：

ThreadPoolExecutor 成员变量和方法介绍

1. ctl 原子整型变量

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));

• ctl 包含两个字段
  • workerCount：表示线程池中实际生效的线程数；
  • runState：表示线程池运行状态（注意和线程状态进行区分），线程池状态包括以下几种：
    • RUNNING：可以接收新任务并可执行队列中的任务；
    • SHUTDOWN：不接收新任务，但可执行队列中的任务；
    • STOP：不接收新任务，不执行队列任务并且中断正在执行的任务；
    • TIDYING：所有任务已终止，workerCount 为0，将会运行钩子方法 terminated；
    • TERMINATED：terminated 方法调用完成的状态。

2. 线程池中实际生效线程的最大容量

//Integer.SIZE等于32
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
//实际有效线程的最大容量
private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;

• 实际生效最大线程数为
  $$2^{29}-1$$
• 为何使用int类型是因为相对于long运行的更快一点，如果将来int不够用，可以使用AtomicLong代替。

3. 线程池运行状态

// runState is stored in the high-order bits
private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;
private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;
private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;
private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;
private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;

这里我们仅需要知道只有运行（RUNNING）状态是小于0的，其他状态下都是大于等于0的。
4. 获取线程池运行状态

private static int runStateOf(int c)     {
   
    return c & ~CAPACITY; }

方法入参 c 即为 ctl，通过该方法位运算可以得到线程池的状态值，并与 3 中的状态进行比较来进行逻辑处理。
5. 获取线程池中当前实际有效的线程数量

private static int workerCountOf(int c)  {
   
    return c & CAPACITY; }

同上，方法入参 c 为 ctl 原子整形变量，通过位运算得到线程池中实际的线程数 workCount。
6. 工作线程集合

private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();

线程池中每一个有效线程都会被包装为 Worker 对象。
7. Worker 内部类

private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable

• 类 Worker 主要用于维护运行任务线程的中断控制状态；
• 继承 AQS 实现了一个简单的不可重入互斥锁，而不是使用可重入锁，因为不希望工作任务在调用setCorePoolSize之类的池控制方法时能够重新获取锁;
• 为了在线程真正开始运行任务之前禁止中断，将锁状态初始化为负值，并在启动时清除它（runWorker中