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线程池的工作原理

首先复习下线程池的基本原理,我认为线程池它就是一个调度任务的工具。

众所周知，在初始化线程池会给定线程池的大小，假设现在我们有 1000 个线程任务需要运行，而线程池的大小为 10~20。

在真正运行任务的过程中他肯定不会创建这1000个线程同时运行，而是充分利用线程池里这 10~20 个线程来调度这1000个任务。

而这里的 10~20 个线程最后会由线程池封装为 ThreadPoolExecutor.Worker 对象，而这个 Worker 是实现了 Runnable 接口的，所以他自己本身就是一个线程。

深入分析

这里我们来做一个模拟，创建了一个核心线程、最大线程数、阻塞队列都为2的线程池。

这里假设线程池已经完成了预热，也就是线程池内部已经创建好了两个线程 Worker。

当我们往一个线程池丢一个任务会发生什么事呢？

• 第一步是生产者，也就是任务提供者他执行了一个 execute() 方法，本质上就是往这个内部队列里放了一个任务。

• 之前已经创建好了的 Worker 线程会执行一个 while 循环 ---> 不停的从这个 内部队列里获取任务。(这一步是竞争的关系，都会抢着从队列里获取任务，由这个队列内部实现了线程安全)

• 获取得到一个任务后，其实也就是拿到了一个 Runnable 对象(也就是 execute(Runnabletask) 这里所提交的任务)，接着执行这个 Runnable 的 run() 方法，而不是 start()。这点需要注意。后文分析原因。

结合源码来看：

从图中其实就对应了刚才提到的二三两步：

• while 循环，从 getTask() 方法中一直不停的获取任务。

• 拿到任务后，执行它的 run() 方法。

这样一个线程就调度完毕，然后再次进入循环从队列里取任务并不断的进行调度。

再次解释之前的问题

接下来回顾一下以前提到的问题：导致一个线程没有运行的根本原因是？

在单个线程的线程池中一旦抛出了未被捕获的异常时，线程池会回收当前的线程，并创建一个新的 Worker

它也会一直不断的从队列里获取任务来执行，但由于这是一个消费线程，根本没有生产者往里边丢任务，因此它会一直 waiting 在从队列里获取任务处。

所以也就造成了线上的队列没有消费，业务线程池没有执行的问题。

结合之前的那张图来看：

这里大家问的最多的一个点是，为什么会没有生产者往里面丢任务？图中不是明明画的有一个 product 嘛？

这里确实是有些不太清楚，再次强调一次：图中的 product 是往内部队列里写消息的生产者，并不是往这个 Consumer 所在的线程池中写任务的生产者。

因为即便 Consumer 是一个单线程的线程池，它依然具有一个常规线程池所具备的所有条件：

• Worker 调度线程，也就是线程池运行的线程；虽然只有一个。

• 内部的阻塞队列；虽然长度只有1。

再次结合图来看：

所以之前提到的【没有生产者往里边丢任务】是指右图放大后的那一块，也就是内部队列并没有其他线程往里边丢任务执行 execute() 方法。

而一旦发生未捕获的异常后， Worker1 被回收，顺带的它所调度的线程 task1（这个task1 也就是在执行一个 while 循环消费左图中的那个队列） 也会被回收掉。

新创建的 Worker2 会取代 Worker1 继续执行 while 循环从内部队列里获取任务，但此时这个队列就一直会是空的，所以也就是处于 Waiting 状态。

为什是 run() 而不是 start() ？

问题搞清楚后来想想为什么线程池在调度的时候执行的是 Runnable 的 run() 方法，而不是 start() 方法呢？

我相信大部分没有看过源码的同学心中第一个印象就应该是执行的 start() 方法；

因为不管是学校老师，还是网上大牛讲的都是只有执行了 start() 方法后操作系统才会给我们创建一个独立的线程来运行，而 run() 方法只是一个普通的方法调用。

而在线程池这个场景中却恰好就是要利用它只是一个普通方法调用。

回到我在文初中所提到的：我认为线程池它就是一个调度任务的工具。

假设这里是调用的 Runnable 的 start 方法，那会发生什么事情？

如果我们往一个核心、最大线程数为 2 的线程池里丢了 1000 个任务，那么它会额外的创建 1000 个线程，同时每个任务都是异步执行的，一下子就执行完毕了。

这样就没法做到由这两个 Worker 线程来调度这 1000 个任务，而只有当做一个同步阻塞的 run() 方法调用时才能满足这个要求。

END

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