Executor框架圖（轉(zhuǎn)）

Executor

是一個接口，僅要求實現(xiàn)void execute(Runnable command);，要求是在各種場合（新開的線程、線程池內(nèi)等等），同步（在execute方法里立刻執(zhí)行）或異步得完成某一任務(wù)。

ExecutorService

接口，繼承自Executor，擴展了Executor并添加了一些生命周期管理的方法。
一個ExecutorService的生命周期有三種狀態(tài)：運行、關(guān)閉、中止。
當調(diào)用ExecutorService.shutdown()后，處于關(guān)閉狀態(tài)，isShutdown()方法返回true。此時無法新加任務(wù)。
所有已添加的任務(wù)關(guān)閉后，Executor處于終止狀態(tài)，isTerminated()返回true。這要求之前肯定調(diào)用過shutdown或shutdownNow?？梢杂?code>awaitTermination阻塞式得等待所有任務(wù)都已經(jīng)關(guān)閉。
此外，調(diào)用多了submit和invoke：
submit和executor的區(qū)別在于它的入?yún)⒖梢允?code>Runnable也可以是Callable，而且有返回值Future<?>
invoke系（invokeAll、invokeAny）的入?yún)⒍加?code>Collection<? extends Callable<T>> tasks，返回T或T的集合。

Future FutureTask

Future<V>是一個接口，規(guī)定了異步執(zhí)行的操作，通過get()方法可以獲得操作的結(jié)果，如果異步操作還沒有完成，則get()會使當前線程阻塞，可以指定等待時間。cancel方法取消操作。

FutureTask<V>是一個類，實現(xiàn)了RunnableFuture<V>，該接口繼承自Runnable和Future<V>
內(nèi)部持有一個Callable<V>，構(gòu)造函數(shù)需要一個Callable<V>但也可以接受一個Runnable
（轉(zhuǎn)化this.callable = Executors.callable(runnable, result);）
異步的原理：

• 持有一個volatile int state，表面目前的狀態(tài)，是新建還是完成還是取消之類的。
• 內(nèi)部類WaitNode，是一個存儲thread的鏈表，當前節(jié)點指向當前線程，next指向下一個可用線程。通過CAS操作更改運行線程。
• 通過LockSupport.park在運行完成前阻塞獲取，LockSupport.unpark取消阻塞。

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor 繼承自AbstractExecutorService，后者實現(xiàn)了ExecutorService
首先實現(xiàn)了ExecutorService的各方法
構(gòu)造函數(shù)和各參數(shù)：

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler)

• corePoolSize：核心線程數(shù)
• maximumPoolSize：最大線程數(shù)
• keepAliveTime：線程空閑時間
• TimeUnit 時間尺度
• workQueue 阻塞隊列，用于存放等待著的線程
• threadFactory 線程工廠，給內(nèi)部類worker提供線程
• rejectedExecutionHandler：任務(wù)拒絕處理器
  提供了四種方式來處理任務(wù)拒絕策略
  1. 直接丟棄（DiscardPolicy）
  2. 丟棄隊列中最老的任務(wù)(DiscardOldestPolicy)。
  3. 拋異常(AbortPolicy)
  4. 將任務(wù)分給調(diào)用線程來執(zhí)行(CallerRunsPolicy)。

內(nèi)部有一個worker類作為任務(wù)執(zhí)行者，HashSet<Worker> workers作為線程池，workQueue作為等待的隊列

狀態(tài)通過final AtomicInteger ctl保存
五個狀態(tài)：

• RUNNING 接受新任務(wù)和處理隊列里的任務(wù)
• SHUTDOWN 不接受新任務(wù)但是處理隊列里的任務(wù)
• STOP 不接受新任務(wù)，不處理隊列里的任務(wù)，中斷處理中的任務(wù)
• TIDYING 所有任務(wù)都被關(guān)閉（terminated），workerCount為0，將調(diào)用terminated
• TERMINATED terminated已被調(diào)用

狀態(tài)轉(zhuǎn)換：

• RUNNING -> SHUTDOWN 調(diào)用shutdown()，可能隱式地在finalize()時調(diào)用
• (RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP 調(diào)用shutdownNow()時
• SHUTDOWN -> TIDYING 當隊列和池都空的時候
• STOP -> TIDYING 當池空的時候
• TIDYING -> TERMINATED 當terminated()調(diào)用結(jié)束時

execute策略：
Proceed in 3 steps:

• 少于corePoolSize的線程在運行時，嘗試新建一個線程處理這個任務(wù)。addWorker方法檢查運行狀態(tài)和workerCount。
• 如果一個線程可以被移出隊列，檢查狀態(tài)判斷是否要新加一個線程還是取消這個任務(wù)
• 如果不能從隊列里拿出一個線程，就新加一個線程。失敗了就取消這個任務(wù)。

線程池的工作過程如下（轉(zhuǎn)個別人的總結(jié)）：

1. 線程池剛創(chuàng)建時，里面沒有一個線程。任務(wù)隊列是作為參數(shù)傳進來的。不過，就算隊列里面有任務(wù)，線程池也不會馬上執(zhí)行它們。
2. 當調(diào)用 execute() 方法添加一個任務(wù)時，線程池會做如下判斷：
   1. 如果正在運行的線程數(shù)量小于 corePoolSize，那么馬上創(chuàng)建線程運行這個任務(wù)；
   2. 如果正在運行的線程數(shù)量大于或等于 corePoolSize，那么將這個任務(wù)放入隊列。
   3. 如果這時候隊列滿了，而且正在運行的線程數(shù)量小于 maximumPoolSize，那么還是要創(chuàng)建線程運行這個任務(wù)；
   4. 如果隊列滿了，而且正在運行的線程數(shù)量大于或等于 maximumPoolSize，那么線程池會拋出異常，告訴調(diào)用者“我不能再接受任務(wù)了”。
3. 當一個線程完成任務(wù)時，它會從隊列中取下一個任務(wù)來執(zhí)行。
4. 當一個線程無事可做，超過一定的時間（keepAliveTime）時，線程池會判斷，如果當前運行的線程數(shù)大于 corePoolSize，那么這個線程就被停掉。所以線程池的所有任務(wù)完成后，它最終會收縮到 corePoolSize 的大小。

Executors

工具類

創(chuàng)建線程池，本質(zhì)是生成ThreadPoolExecutor，舉例：

• newFixedThreadPool

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

• newSingleThreadExecutor

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

• newCachedThreadPool

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

• newCachedThreadPool
  可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。線程池為無限大，當執(zhí)行第二個任務(wù)時第一個任務(wù)已經(jīng)完成，會復(fù)用執(zhí)行第一個任務(wù)的線程，而不用每次新建線程。
• newFixedThreadPool
  定長線程池，可控制線程最大并發(fā)數(shù)，超出的線程會在隊列中等待。定長線程池的大小最好根據(jù)系統(tǒng)資源進行設(shè)置，如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。
• newScheduledThreadPool
  創(chuàng)建一個定長線程池，支持定時及周期性任務(wù)執(zhí)行。
• newSingleThreadExecutor
  創(chuàng)建一個單線程化的線程池，它只會用唯一的工作線程來執(zhí)行任務(wù)，保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級)執(zhí)行。

Executors還提供默認的線程工廠defaultThreadFactory()