Java源碼裏面都有大量的註釋，認真讀懂這些註釋，就可以把握其七分工作機制了。關於ThreadPoolExecutor的解析，我們就從其類註釋開始。
現將註釋大致翻譯如下：
ExecutorService（ThreadPoolExecutor的頂層接口）使用線程池中的線程執行每個提交的任務，通常我們使用Executors的工廠方法來創建ExecutorService。
線程池解決了兩個不同的問題：
- 提升性能：它們通常在執行大量異步任務時，由於減少了每個任務的調用開銷，並且它們提供了一種限制和管理資源（包括線程）的方法，使得性能提升明顯；
- 統計信息：每個ThreadPoolExecutor保持一些基本的統計信息，例如完成的任務數量。
爲了在廣泛的上下文中有用，此類提供了許多可調參數和可擴展性鉤子。 但是，在常見場景中，我們預配置了幾種線程池，我們敦促程序員使用更方便的Executors的工廠方法直接使用。
- Executors.newCachedThreadPool（無界線程池，自動線程回收）
- Executors.newFixedThreadPool（固定大小的線程池）；
- Executors.newSingleThreadExecutor（單一後臺線程）；
注：這裏沒有提到ScheduledExecutorService ，後續解析。
在自定義線程池時，請參考以下指南：
一、Core and maximum pool sizes 核心和最大線程池數量
| 參數 | 翻譯 |
|---|---|
| corePoolSize | 核心線程池數量 |
| maximumPoolSize | 最大線程池數量 |
線程池執行器將會根據corePoolSize和maximumPoolSize自動地調整線程池大小。
當在execute(Runnable)方法中提交新任務並且少於corePoolSize線程正在運行時，即使其他工作線程處於空閒狀態，也會創建一個新線程來處理該請求。 如果有多於corePoolSize但小於maximumPoolSize線程正在運行，則僅當隊列已滿時纔會創建新線程。 通過設置corePoolSize和maximumPoolSize相同，您可以創建一個固定大小的線程池。 通過將maximumPoolSize設置爲基本上無界的值，例如Integer.MAX_VALUE，您可以允許池容納任意數量的併發任務。 通常，核心和最大池大小僅在構建時設置，但也可以使用setCorePoolSize和setMaximumPoolSize進行動態更改。
這段話詳細了描述了線程池對任務的處理流程，這裏用個圖總結一下
線程任務處理流程.png
二、prestartCoreThread 核心線程預啓動
在默認情況下，只有當新任務到達時，纔開始創建和啓動核心線程，但是我們可以使用 prestartCoreThread() 和 prestartAllCoreThreads() 方法動態調整。
如果使用非空隊列構建池，則可能需要預先啓動線程。
| 方法 | 作用 |
|---|---|
| prestartCoreThread() | 創一個空閒任務線程等待任務的到達 |
| prestartAllCoreThreads() | 創建核心線程池數量的空閒任務線程等待任務的到達 |
三、ThreadFactory 線程工廠
新線程使用ThreadFactory創建。 如果未另行指定，則使用Executors.defaultThreadFactory默認工廠，使其全部位於同一個ThreadGroup中，並且具有相同的NORM_PRIORITY優先級和非守護進程狀態。
通過提供不同的ThreadFactory，您可以更改線程的名稱，線程組，優先級，守護進程狀態等。如果ThreadCactory在通過從newThread返回null詢問時未能創建線程，則執行程序將繼續，但可能無法執行任何任務。
線程應該有modifyThread權限。 如果工作線程或使用該池的其他線程不具備此權限，則服務可能會降級：配置更改可能無法及時生效，並且關閉池可能會保持可終止但尚未完成的狀態。
四、Keep-alive times 線程存活時間
如果線程池當前擁有超過corePoolSize的線程，那麼多餘的線程在空閒時間超過keepAliveTime時會被終止 ( 請參閱getKeepAliveTime(TimeUnit) )。這提供了一種在不積極使用線程池時減少資源消耗的方法。
如果池在以後變得更加活躍，則應構建新線程。 也可以使用方法setKeepAliveTime(long，TimeUnit)進行動態調整。
防止空閒線程在關閉之前終止，可以使用如下方法：
setKeepAliveTime(Long.MAX_VALUE，TimeUnit.NANOSECONDS);
默認情況下，keep-alive策略僅適用於存在超過corePoolSize線程的情況。 但是，只要keepAliveTime值不爲零，方法allowCoreThreadTimeOut(boolean)也可用於將此超時策略應用於核心線程。
五、Queuing 隊列
BlockingQueu用於存放提交的任務，隊列的實際容量與線程池大小相關聯。
-
如果當前線程池任務線程數量小於核心線程池數量，執行器總是優先創建一個任務線程，而不是從線程隊列中取一個空閒線程。
-
如果當前線程池任務線程數量大於核心線程池數量，執行器總是優先從線程隊列中取一個空閒線程，而不是創建一個任務線程。
-
如果當前線程池任務線程數量大於核心線程池數量，且隊列中無空閒任務線程，將會創建一個任務線程，直到超出maximumPoolSize，如果超時maximumPoolSize，則任務將會被拒絕。
這個過程參考[線程任務處理流程圖.png]
主要有三種隊列策略：
-
Direct handoffs 直接握手隊列
Direct handoffs 的一個很好的默認選擇是 SynchronousQueue，它將任務交給線程而不需要保留。這裏，如果沒有線程立即可用來運行它，那麼排隊任務的嘗試將失敗，因此將構建新的線程。
此策略在處理可能具有內部依賴關係的請求集時避免鎖定。Direct handoffs 通常需要無限制的maximumPoolSizes來避免拒絕新提交的任務。 但得注意，當任務持續以平均提交速度大餘平均處理速度時，會導致線程數量會無限增長問題。 -
Unbounded queues 無界隊列
當所有corePoolSize線程繁忙時，使用無界隊列（例如，沒有預定義容量的LinkedBlockingQueue）將導致新任務在隊列中等待，從而導致maximumPoolSize的值沒有任何作用。當每個任務互不影響，完全獨立於其他任務時，這可能是合適的; 例如，在網頁服務器中， 這種隊列方式可以用於平滑瞬時大量請求。但得注意，當任務持續以平均提交速度大餘平均處理速度時，會導致隊列無限增長問題。 -
Bounded queues 有界隊列
一個有界的隊列（例如，一個ArrayBlockingQueue）和有限的maximumPoolSizes配置有助於防止資源耗盡，但是難以控制。隊列大小和maximumPoolSizes需要 相互權衡：
- 使用大隊列和較小的maximumPoolSizes可以最大限度地減少CPU使用率，操作系統資源和上下文切換開銷，但會導致人爲的低吞吐量。如果任務經常被阻塞（比如I/O限制），那麼系統可以調度比我們允許的更多的線程。
- 使用小隊列通常需要較大的maximumPoolSizes，這會使CPU更繁忙，但可能會遇到不可接受的調度開銷，這也會降低吞吐量。
這裏主要爲了說明有界隊列大小和maximumPoolSizes的大小控制，若何降低資源消耗的同時，提高吞吐量
六、Rejected tasks 拒絕任務
拒絕任務有兩種情況：1. 線程池已經被關閉；2. 任務隊列已滿且maximumPoolSizes已滿；
無論哪種情況，都會調用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法。預定義了四種處理策略：
- AbortPolicy：默認測策略，拋出RejectedExecutionException運行時異常；
- CallerRunsPolicy：這提供了一個簡單的反饋控制機制，可以減慢提交新任務的速度；
- DiscardPolicy：直接丟棄新提交的任務；
- DiscardOldestPolicy：如果執行器沒有關閉，隊列頭的任務將會被丟棄，然後執行器重新嘗試執行任務（如果失敗，則重複這一過程）；
我們可以自己定義RejectedExecutionHandler，以適應特殊的容量和隊列策略場景中。
七、Hook methods 鉤子方法
ThreadPoolExecutor爲提供了每個任務執行前後提供了鉤子方法，重寫beforeExecute(Thread，Runnable)和afterExecute(Runnable，Throwable)方法來操縱執行環境； 例如，重新初始化ThreadLocals，收集統計信息或記錄日誌等。此外，terminated()在Executor完全終止後需要完成後會被調用，可以重寫此方法，以執行任殊處理。
注意：如果hook或回調方法拋出異常，內部的任務線程將會失敗並結束。
八、Queue maintenance 維護隊列getQueue()方法可以訪問任務隊列，一般用於監控和調試。絕不建議將這個方法用於其他目的。當在大量的隊列任務被取消時，remove()和purge()方法可用於回收空間。
九、Finalization 關閉
如果程序中不在持有線程池的引用，並且線程池中沒有線程時，線程池將會自動關閉。如果您希望確保即使用戶忘記調用 shutdown()方法也可以回收未引用的線程池，使未使用線程最終死亡。那麼必須通過設置適當的 keep-alive times 並設置allowCoreThreadTimeOut(boolean) 或者 使 corePoolSize下限爲0 。一般情況下，線程池啓動後建議手動調用shutdown()關閉。
總結，通過解讀ThreadPoolExecutor的註釋，我們對ThreadPoolExecutor應該有了比較全面的瞭解，其實現方式，後續章節詳解。