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线程池（ThreadPoolExecutor）实现原理和源码细节是Java高并发面试和实战开发的重点

news 来源：原创 2025/5/17 6:28:19

一、线程池核心流程图

+-----------------+
|    提交任务      | submit/execute
+-----------------+|v
+-----------------+
| 判断核心线程数  | < corePoolSize？
+-----------------+|Yes        |Nov           v
[创建新线程]   +-----------------+| 队列是否满？     |+-----------------+|No        |Yesv           v[入队列排队]   +------------------+| 判断最大线程数  |+------------------+|No          |Yesv             v[创建新线程]   [执行拒绝策略]

二、线程池主要环节及源码方法

1. 任务提交（execute/submit）

方法：

execute(Runnable command)
submit(Runnable/Callable)

源码片段：

public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();int c = ctl.get();if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true))return;c = ctl.get();}if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();if (!isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}else if (!addWorker(command, false))reject(command);
}

注释速记：

任务先尝试用核心线程处理。
核心线程满则尝试入队列。
队列满则尝试新建非核心线程。
实在不行，执行拒绝策略。

口诀：
先核心，后队列；队列满，再扩容；全满员，拒绝它。

2. 核心线程判断与创建

方法：

addWorker(Runnable firstTask, boolean core)

源码片段：

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {retry:for (;;) {int c = ctl.get();int rs = runStateOf(c);// ...省略状态判断for (;;) {int wc = workerCountOf(c);if (wc >= CAPACITY ||wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))return false;if (compareAndIncrementWorkerCount(c))break retry;c = ctl.get();if (runStateOf(c) != rs)continue retry;}}// ...真正创建Worker线程
}

注释速记：

根据core参数决定是否用核心线程池大小。
用CAS增加线程计数，线程安全。

口诀：
核心先上，CAS抢位，线程安全，才创建。

3. 入队列

方法：

workQueue.offer(command)

源码片段：

if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {// 入队成功后可能需要唤醒线程
}

注释速记：

队列没满则入队。
入队后如果线程都在忙，线程池不会立刻扩容。

口诀：
队列能放，直接排队。

4. 非核心线程扩容

逻辑：

当核心线程和队列都满时，允许创建新线程（最大线程数以内）。

源码片段：

else if (!addWorker(command, false))reject(command);

注释速记：

只有在核心线程和队列都满时才会扩容到最大线程数。

口诀：
满员排队，再扩容。

5. 拒绝策略

方法：

RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e)

源码片段：

public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {throw new RejectedExecutionException();}
}

注释速记：

线程池和队列都满时，根据策略处理（抛异常/丢弃/调用者执行等）。

口诀：
全都满员，策略管。

6. 线程回收与销毁

方法：

worker.run()
判断空闲时间超过keepAliveTime

源码片段：

while (task != null || (task = getTask()) != null) {// 执行任务
}

注释速记：

非核心线程空闲时间到达后会被回收。
核心线程默认不会被回收（可通过allowCoreThreadTimeOut配置）。

口诀：
闲太久，自动走。

三、流程口诀速记

提任务，先核心，队列排，扩满员；全满员，策略管；空闲久，自动走。

四、常用方法与内部逻辑简表

阶段	关键方法/类	主要逻辑说明
任务提交	execute/submit	任务进线程池
核心线程判断	addWorker(core=true)	核心线程是否有空位，有则新建
入队列	workQueue.offer	核心线程满，队列没满则排队
非核心线程	addWorker(core=false)	队列满，是否可新建非核心线程
拒绝策略	RejectedExecutionHandler	全部满员，执行拒绝策略
线程回收	allowCoreThreadTimeOut	非核心线程闲置超时自动销毁

五、源码脉络图（伪代码）

execute(command) {if (核心线程未满)addWorker(command, true)  // 新核心线程else if (队列未满)workQueue.offer(command)  // 入队列else if (线程池未满)addWorker(command, false) // 新非核心线程elsereject(command)           // 拒绝策略
}

六、速记口诀总结

场景	口诀
任务进池	先核心，后队列
队列满了	再扩容（到最大线程数）
全满员	策略管（拒绝策略）
线程回收	闲太久，自动走
全流程	提任务，先核心，队列排，扩满员；全满员，策略管；空闲久，自动走。

七、配图（流程图）

         +-------------------------+|      提交任务           |+-------------------------+|+-------------+-------------+|                           |
+-----v-----+               +-----v-----+
| 核心线程? |----是-------->| 创建线程  |
+-----------+               +-----------+|否|
+-----v-----+
| 队列满?   |----否-------> 入队列
+-----------+|是|
+-----v-----+
| 最大线程? |----否-------> 创建线程
+-----------+|是|
+-----v-----+
| 拒绝策略  |
+-----------+