一文读懂线程池的工作原理（故事白话文）

Posted 2020-12-21

前言

本文以程序员做需求的例子，比喻线程池的工作过程。以故事白话的方式展开，跟大家阐述线程池工作原理，以方便大家更好理解线程池，谢谢阅读哈~

• 什么是线程池？
• 什么是核心线程？
• 什么是阻塞队列？
• 什么是非核心线程？
• 什么是空闲存活时间？
• 什么是饱和策略？
• 线程池工作原理流程图&源码概览

github地址，感谢每一颗Star

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https://github.com/whx123/JavaHome
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公众号:「捡田螺的小男孩」

什么是线程池？

「小田螺」 勤勤恳恳，任劳任怨，夜以继日地工作着。终于有一天，他晋升为公司的主管，负责公司日常业务。

风轻云淡的一天，老板找到了小田螺，“我们公司员工越来越多了，我想搞个「员工管理系统」，你那边安排一下哈，要在一个月后完成。” 小田螺拍拍胸口，没问题！

因为当前公司还没有程序员，所以小田螺快马加鞭打开「猪八戒网」，提交员工管理系统需求，等待不久，「开发者（名字，线程A）」 接单，谈好合同，开始开发，系统交付...一系列流程下来，并且一个月过后，一个五脏俱全的员工管理系统终于完成了...老板对此大加赞赏~

过了不久，老板再次发话，“公司越来越多人迟到了，我们再搞个「考勤系统」吧!" 小田螺接到任务，马上又开始上猪八戒网，提需求找人开发，这次来了「线程B接单」......

逝者如斯，月底了，老板又提出开发个薪酬系统需求...小田螺听了头皮发麻，one day day的，重复去网上找人开发！“为了节省成本，不如我们雇佣几个程序员(线程a,b,c)，成立自己的IT技术部门吧！我们就管IT部门叫「线程池」吧!”老板听了，一拍即合!!!

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线程池就是管理线程的池子，当有任务要处理时，不用频繁创建新线程，而是从池子拿个线程出来处理。当任务执行完，线程并不会被销毁，而是在等待下一个任务。因此可以节省资源，提高响应速度。
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什么是核心线程？

「线程池」IT部门成立后，雇佣了几个与公司有正式合同关系的员工a，b，c，「小田螺」管他们几个正式员工做「核心线程」。当老板提一个需求过来，小田螺就把需求分配给「手上没活干」的线程处理...

什么是阻塞队列？

一天早上，老板睡眼惺忪。来到公司后，一口气提了「四个需求」，a，b,c 按顺领完任务后，发现还剩余一个需求任务。这个怎么安排呢？难道又去「猪八戒兼职网」找人嘛？成立了「线程池IT部门」，还去找人（找线程干活），会被人笑落大牙的！

聪明的小田螺想到一个好办法，我们可以搞个DPMS需求池，把还没分配的需求，放进待完成的DPMS需求池里面吧，等到a，b，c谁先干完活，再把这个任务领走。这个DPMS需求池，我们给它取名「阻塞队列」，英文名叫「WorkQueue」吧！

什么是非核心线程？

又在一个晴空万里的午后，老板喝了一杯咖啡，闲来没事，就跑去「阻塞队列」（DPMS需求池）看看，一看就傻帽了！！需求池堆积了几十个需求，排期都是满满的了。老板马上叫「小田螺进来办公室」，以商量如何处理这些需求任务。

“要不，我们雇佣多几个员工（搞多几个「核心线程」）？” “不行不行，公司财务「开销」有点大！”

“要不然，我们要求业务提少点任务需求？（「请求少点」）” “你是不是傻，请求少点，不是自断财路嘛？你回家想想办法先吧！！”老板放大了他的嗓门~

小田螺回家闭目让神，每天早早就睡觉，两耳不闻窗外事...终于有一天，在一个梦香里，他想到了一个好办法。

“老板，我们可以去别的公司（「外包公司」）雇佣几个员工（假设名字为d,e,f,g）一段时间，让它们来做「DPMS需求池（阻塞队列）」 里面的需求。等到做完需求，再派他们回去就好啦。” 老板一听就乐了，这个方案好，心里美滋滋：「需求的活有人干了，公司财务又省钱，两全其美呀」~ 这几个派遣来的外包员工（d,e,f,g），我们就把它叫做「非核心线程」吧。

什么是空闲时间？

自从来了d,e,f,g外包员工（「非核心线程」），老板长舒一口气，这么多活，终于有人干了。

但是呢，又有一天，到了7点所谓的下班时间，老板走出办公室，发现「线程池」IT部门的员工，都走得七七八八了。心里一怒：「这帮粉肠，怎么一到下班时间就跑，工作这么不饱和了」？他随手点进DPMS需求池，才发现，原来需求都被做完了。。。还有一堆外包同事（非核心线程）要发工资呢，这波亏大了~

第二天，小田螺被「秘密」叫进了老板办公室，既然DPMS需求池都已经没需求了。我们准备派外包同事（非核心线程）回去吧？但是呢一般，需求一没有，就马上让他们回去（「线程回收」），如果需求一下子又来，就有点hold不住了...

“要不酱紫，我们等需求池空的时候，隔个15天还是10天，再让外包同事（「非核心线程」）回去吧？” 这个定义的15天或者10天，就是「线程空闲存活时间」啦

什么是饱和策略？

在临近双11的时候，不仅老板提了良多需求，新来的运营小姐姐们，也提了好多好多的需求。新需求如源头活水，滚滚的来~

首先呢，「线程池」IT部门a，b，c三个正式员工（核心线程）都忙于处理需求（「请求」），接着，DPMS需求池（「阻塞队列」）也被挤满了，最后呢，连d,e,f,g外包同事（「非核心线程」）也忙得不可开交。

这时候，需求还是做不完，怎么办呢？双11赶着上线呢？小田螺愁眉苦脸，从「潮起愁到潮落」...

没办法了，只能动用「饱和策略」啦。比如「丢弃需求任务」？「抛异常，告诉老板别加需求了」？「丢弃需求池最老的需求任务」？还是「交给提需求的人自己处理」？

最后老板决定，「拒绝再提新的需求」，于是「线程池」IT部门还是正常运行~

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线城池的饱和策略事件，主要有四种类型
* AbortPolicy(抛出一个异常，默认的)
* DiscardPolicy(新提交的任务直接被抛弃)
* DiscardOldestPolicy（丢弃队列里最老的任务，将当前这个任务继续提交给线程池）
* CallerRunsPolicy（交给线程池调用所在的线程进行处理，即将某些任务回退到调用者)
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线程池工作原理流程图 & 源码概览

故事讲完啦，再复习下线程池工作流程图吧~

有兴趣的朋友，源码也可以看下哈~

  if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        int c = ctl.get();
        //判断当前活跃线程数是否小于corePoolSize
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            //如果小于，则调用addWorker创建线程执行任务
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        //如果大于等于corePoolSize，则将任务添加到workQueue队列。
        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);
        }
        //如果放入workQueue队列失败，则创建非核心线程执行任务    
        else if (!addWorker(command, false))
            //（如果这时创建线程失败(当前线程数大于等于maximumPoolSize时))
            调用reject拒绝接受任务
            reject(command);

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