通常，當需要同時處理的任務比較多時，爲了避免爲每個任務開一個線程（因爲這樣會導致頻繁的線程開啓和銷燬，開銷較大），採用線程池技術來進行線程資源的複用。
在應用中，我們通常使用Executors類提供的靜態方法來使用線程池：
ExecutorService exec0 = Executors.newCachedThreadPool(); //創建一個緩衝池，緩衝池容量大小爲Integer.MAX_VALUE
ExecutorService exec1 = Executors.newSingleThreadExecutor(); //創建容量爲1的緩衝池
ExecutorService exec2 = Executors.newFixedThreadPool(int); //創建固定容量大小的緩衝池其中ExecutorService是一個接口，實現線程池的核心是一個ThreadPoolExecutor。將任務比如一個Runnable，或者一個Callable作爲參數傳入submit方法即完成任務向線程池的提交，將在線程池中自動執行該任務。返回參數可以是一個Future<?>對象。
那麼線程池內部具體是怎麼實現的，諸如ExecutorService接口和和TheadPoolExecutor又有什麼關係呢？下面通過jdk中的源碼來學習一下。
與ThreadPoolExecutor類相關的接口和類的關係
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService{...};
public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {...}
public interface ExecutorService extends Executor{...}
public interface Executor {
void execute(Runnable command);
}可以清楚地看到它們之間的關係，Executor 接口只聲明瞭一個方法，而ExecutorService接口在其基礎上擴展出了一些方法：
public interface ExecutorService extends Executor {
void shutdown();
List<Runnable> shutdownNow();
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
Future<?> submit(Runnable task);
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
throws InterruptedException;
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException;
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
throws InterruptedException, ExecutionException;
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
} 其中的submit是我們比較關注的方法，也就是核心的提交任務的方法。
AbstractExecutorService則實現了上述方法，比如如下三個版本的submit方法實現：
public Future<?> submit(Runnable task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
execute(ftask);
return ftask;
}
public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task, result);
execute(ftask);
return ftask;
}
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
execute(ftask);
return ftask;
}可以看到，提交任務的方式可以是Runnable也可以是Callable，並且爲了最終可以返回參數，同意採用了將task包裝成RunnableFuture，該接口雙重繼承了Runnable接口和Future接口。然後就是execute方法的調用，execute方法的實現交給了繼承AbstractExecutorService類的子類來完成，這裏就是我們要學習的核心類：ThreadPoolExecutorService。
核心類ThreadPoolExecutorService
其核心的構造器接口如下：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)其中corePoolSize、maximumPoolSize分別表示核心池的大小，最大線程池的大小。keepAliveTime和空閒線程的存活時間有關，workQueue是一個阻塞隊列，用於緩存任務，後面兩個參數分別用於產生線程和拒絕服務的處理方式。
首先，我們想搞清楚當一個任務通過線程池submit後，是怎麼被執行的而submit實際上也就是調用了execute方法，所以execute就是線程池最核心的部分。
這篇博客中介紹的比較清楚了，但是我看了下我jdk版本是1.8.0_40，發現execute的實現和文章中介紹的有差異，細看了一下基本實現思路應該還是一樣的。
在我的jdk版本中，execute方法是這樣的：
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);
} 先是判斷當前線程池中的線程數和corePoolSize的大小，如果小於，則直接爲新進的任務增加一個工作線程addWorker(command, true)，並返回。否則嘗試將任務添加到阻塞隊列中，後面是檢查一些異常情況，如是否外部將線程池停止isRunning(recheck)等。最後還有拒絕服務的情況。
下面我們再來看addWorker
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
retry:
for (;;) {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c);
// Check if queue empty only if necessary.
if (rs >= SHUTDOWN &&
! (rs == SHUTDOWN &&
firstTask == null &&
! workQueue.isEmpty()))
return false;
for (;;) {
int wc = workerCountOf(c);
if (wc >= CAPACITY ||
wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
return false;
if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
break retry;
c = ctl.get(); // Re-read ctl
if (runStateOf(c) != rs)
continue retry;
// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
}
}
boolean workerStarted = false;
boolean workerAdded = false;
Worker w = null;
try {
w = new Worker(firstTask);
final Thread t = w.thread;
if (t != null) {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
// Recheck while holding lock.
// Back out on ThreadFactory failure or if
// shut down before lock acquired.
int rs = runStateOf(ctl.get());
if (rs < SHUTDOWN ||
(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
if (t.isAlive()) // precheck that t is startable
throw new IllegalThreadStateException();
workers.add(w);
int s = workers.size();
if (s > largestPoolSize)
largestPoolSize = s;
workerAdded = true;
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
if (workerAdded) {
t.start();
workerStarted = true;
}
}
} finally {
if (! workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
return workerStarted;
} 這個方法用於增加工作線程，所以傳入的參數其中的任務叫firstTask， 可以看到前面一部分還用到了跳轉指令，retry點。for(;;){}一部分還沒看太懂，大致可以看出是對非正常執行情況的處理，都是一些跳轉或返回。
後面的try塊是我們關注的重點，首先將firstTask包裝成了一個Worker類，還獲取了Worker的線程得到t，向workers這個HashSet中添加工作線程，最後調用t.start(); 來啓一個工作線程。
我們再來看Worker類：
private final class Worker
extends AbstractQueuedSynchronizer
implements Runnable{...}再來看其核心run()方法，
public void run() {
runWorker(this);
}調用了ThreadPoolExecutor的runWorker方法，
final void runWorker(Worker w) {
Thread wt = Thread.currentThread();
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
w.unlock(); // allow interrupts
boolean completedAbruptly = true;
try {
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
w.lock();
if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
(Thread.interrupted() &&
runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
!wt.isInterrupted())
wt.interrupt();
try {
beforeExecute(wt, task);
Throwable thrown = null;
try {
task.run();
} catch (RuntimeException x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Error x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Throwable x) {
thrown = x; throw new Error(x);
} finally {
afterExecute(task, thrown);
}
} finally {
task = null;
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
completedAbruptly = false;
} finally {
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}到這個方法執行時，工作線程已經啓動了，進入這個方法後就不斷在任務緩衝隊列中提取任務執行，執行的過程中對該Worker加鎖，直到任務隊列爲空。
注意到最後的finally語句塊中的processWorkerExit(w, completedAbruptly);,查看源代碼
private void processWorkerExit(Worker w, boolean completedAbruptly) {
if (completedAbruptly) // If abrupt, then workerCount wasn't adjusted
decrementWorkerCount();
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
completedTaskCount += w.completedTasks;
workers.remove(w);
} finally {
mainLock.unlock();
}
tryTerminate();
int c = ctl.get();
if (runStateLessThan(c, STOP)) {
if (!completedAbruptly) {
int min = allowCoreThreadTimeOut ? 0 : corePoolSize;
if (min == 0 && ! workQueue.isEmpty())
min = 1;
if (workerCountOf(c) >= min)
return; // replacement not needed
}
addWorker(null, false);
}
}可以看到，從workers中將移出該工作線程。還可以看到allowCoreThreadTimeOut參數對行爲的影響：該參數爲false，則對core threads在即使空閒的情況下也不會被殺死，如果爲true，則空閒的線程在一定的timeout後將被系統回收。在程序中就是若爲false，則min=corePoolSize，如果當前剩餘的工作線程大於等於該值，則不需要添加idle線程，否則需要增加一個idle線程，因爲剛剛kill了一個工作完成的線程。
另外，還有線程池的關閉，shutdown()和shutdownNow(),前者不會立即終止線程，而是等待任務緩衝隊列中的的任務被完全執行後在結束，但是期間不再接受新的任務。後者則是立即終止所有的線程，並且清空緩衝隊列，返回尚未執行的任務。
應用
一般使用時，我們不是直接使用ThreadPoolExecutor類，而是通過文章開頭時介紹的Executors工具類的靜態方法來獲得該類的實例對象。這就避免了繁雜的參數配置可能導致的潛在錯誤。
如何配置線程池的大小問題
一個策略就是根據任務的類型來配置線程池的大小：
對CPU密集型任務，我們採用Ncpu+1,對IO密集型任務，我們採用2*Ncpu。
