面试官：你在项目中用过 多线程 吗？

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {

private final class Worker
    extends AbstractQueuedSynchronizer
    implements Runnable{
    
    private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;
    
    final Thread thread;
    Runnable firstTask;
    volatile long completedTasks;

    // Worker 只有这一个构造方法，传入 firstTask
    Worker(Runnable firstTask) {
        setState(-1); 
        this.firstTask = firstTask;
        // 调用 ThreadFactory 来创建一个新的线程,这里创建的线程到时候用来执行任务
        // 我们发现创建线程的时候传入的值是this，我们知道创建线程可以通过继承Runnable的方法，
        // Worker继承了Runnable，并且下面重写了run()方法
        this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
    }

    // 由上面创建线程时传入的this,上面的thread启动后，会执行这里的run()方法，并且此时runWorker传入的也是this
    public void run() {
        runWorker(this);
    }
}

public void execute(Runnable command) { 
    int c = ctl.get();

    // 如果当前线程数少于核心线程数，那么直接添加一个 worker 来执行任务，
    // 创建一个新的线程，并把当前任务 command 作为这个线程的第一个任务(firstTask)
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
        // 添加任务成功，那么就结束了。提交任务嘛，线程池已经接受了这个任务，这个方法也就可以返回了
        // 至于执行的结果，到时候会包装到 FutureTask 中。
        // 这里的true代表当前线程数小于corePoolSize，表示以corePoolSize为线程数界限
        if (addWorker(command, true))
            return;
        c = ctl.get();
    }
    // 到这里说明，要么当前线程数大于等于核心线程数，要么刚刚 addWorker 失败了
    // 如果线程池处于 RUNNING 状态，把这个任务添加到任务队列 workQueue 中
    if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
        int recheck = ctl.get();
        // 如果线程池已不处于 RUNNING 状态，那么移除已经入队的这个任务，并且执行拒绝策略
        if (! isRunning(recheck) && remove(command))
            reject(command);
        else if (workerCountOf(recheck) == 0)
            addWorker(null, false);
    }
    // 如果 workQueue 队列满了，那么进入到这个分支
    // 这里的false代表当前线程数大于corePoolSize，表示以 maximumPoolSize 为界创建新的 worker
    // 如果失败，说明当前线程数已经达到 maximumPoolSize，执行拒绝策略
    else if (!addWorker(command, false))
        reject(command);
}

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
    //相当于goto，虽然不建议滥用，看看大神们是如何使用吧
    retry:
    for (;;) {
        int c = ctl.get();
        int rs = runStateOf(c);

        // 如果线程池已关闭，并满足以下条件之一，那么不创建新的 worker：
        // 1. 线程池状态大于 SHUTDOWN，其实也就是 STOP, TIDYING, 或 TERMINATED
        // 2. firstTask != null
        // 3. workQueue.isEmpty()
        if (rs >= SHUTDOWN &&
            ! (rs == SHUTDOWN &&
               firstTask == null &&
               ! workQueue.isEmpty()))
            return false;

        for (;;) {
            int wc = workerCountOf(c);
            //这里就是通过core参数对当前线程数的判断
            if (wc >= CAPACITY ||
                wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
                return false;
            if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
                break retry;
            c = ctl.get();
            if (runStateOf(c) != rs)
                continue retry;
            // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
        }
    }

    /*
     * 到这里，我们认为在当前这个时刻，可以开始创建线程来执行任务了，
     */

    // worker 是否已经启动
    boolean workerStarted = false;
    // 是否已将这个 worker 添加到 workers 这个 HashSet 中
    boolean workerAdded = false;
    Worker w = null;
    try {
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        // 把 firstTask 传给 worker 的构造方法
        w = new Worker(firstTask);
        // 取 worker 中的线程对象，之前说了，Worker的构造方法会调用 ThreadFactory 来创建一个新的线程
        final Thread t = w.thread;
        if (t != null) {
            // 这个是整个类的全局锁，因为关闭一个线程池需要这个锁，至少我持有锁的期间，线程池不会被关闭
            mainLock.lock();
            try {

                int c = ctl.get();
                int rs = runStateOf(c);

                // 小于 SHUTTDOWN 那就是 RUNNING
                // 如果等于 SHUTDOWN，前面说了，不接受新的任务，但是会继续执行等待队列中的任务
                if (rs < SHUTDOWN ||
                    (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
                    // worker 里面的 thread 可不能是已经启动的
                    if (t.isAlive())
                        throw new IllegalThreadStateException();
                    // 加到 workers 这个 HashSet 中
                    workers.add(w);
                    int s = workers.size();
                    // largestPoolSize 用于记录 workers 中的个数的最大值
                    // 因为 workers 是不断增加减少的，通过这个值可以知道线程池的大小曾经达到的最大值
                    if (s > largestPoolSize)
                        largestPoolSize = s;
                    workerAdded = true;
                }
            } finally {
                mainLock.unlock();
            }
            // 添加成功的话，启动这个线程
            if (workerAdded) {
                // 启动线程，最重要的就是这里，下面我们会讲解如何执行任务
                t.start();
                workerStarted = true;
            }
        }
    } finally {
        // 如果线程没有启动，需要做一些清理工作，如前面 workCount 加了 1，将其减掉
        if (! workerStarted)
            addWorkerFailed(w);
    }
    // 返回线程是否启动成功
    return workerStarted;
}

//Worker的run方法
public void run() {
      runWorker(this);
}

final void runWorker(Worker w) {
        Thread wt = Thread.currentThread();
        //取出需要执行的任务，
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
            //如果task不是null，或者去队列中取任务，注意这里会阻塞，后面会分析getTask方法
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
               //这个lock在这里是为了如果线程被中断，那么会抛出InterruptedException，而退出循环，结束线程
                w.lock();
                //判断线程是否需要中断
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
                   //任务开始执行前的hook方法
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
                        
                        task.run();//这里就是直接调用run 方法
                        
                    } catch (RuntimeException x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } finally {
                       ////任务开始执行后的hook方法
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                    task = null;//清空task
                    w.completedTasks++;//完成数添加
                    w.unlock();
                }
            }
            completedAbruptly = false;
        } finally {
           //Worker退出
           processWorkerExit(w, completedAbruptly);
    }
}

// 此方法有三种可能：
// 1. 阻塞直到获取到任务返回。我们知道，默认 corePoolSize 之内的线程是不会被回收的，
//      它们会一直等待任务
// 2. 超时退出。keepAliveTime 起作用的时候，也就是如果这么多时间内都没有任务，那么应该执行关闭
// 3. 如果发生了以下条件，此方法必须返回 null:
//    - 池中有大于 maximumPoolSize 个 workers 存在(通过调用 setMaximumPoolSize 进行设置)
//    - 线程池处于 SHUTDOWN，而且 workQueue 是空的，前面说了，这种不再接受新的任务
//    - 线程池处于 STOP，不仅不接受新的线程，连 workQueue 中的线程也不再执行
private Runnable getTask() {
    boolean timedOut = false; 

    retry:
    for (;;) {
        int c = ctl.get();
        int rs = runStateOf(c);
        // 两种可能
        // 1. rs == SHUTDOWN && workQueue.isEmpty()
        // 2. rs >= STOP
        if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
            // CAS 操作，减少工作线程数
            decrementWorkerCount();
            return null;
        }

        boolean timed;      // Are workers subject to culling?
        for (;;) {
            int wc = workerCountOf(c);
            // 允许核心线程数内的线程回收，或当前线程数超过了核心线程数，那么有可能发生超时关闭
            timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
            if (wc <= maximumPoolSize && ! (timedOut && timed))
                break;
            if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
                return null;
            c = ctl.get();  // Re-read ctl
            // compareAndDecrementWorkerCount(c) 失败，线程池中的线程数发生了改变
            if (runStateOf(c) != rs)
                continue retry;
            // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
        }
        // wc <= maximumPoolSize 同时没有超时
        try {
            // 到 workQueue 中获取任务
            // 如果timed=wc > corePoolSize=false,我们知道核心线程数之内的线程永远不会销毁，则执行workQueue.take();我前面文章中讲过，take()方法是阻塞方法，如果队里中有任务则取到任务，如果没有任务，则一直阻塞在这里知道有任务被唤醒。
            //如果timed=wc > corePoolSize=true,这里将执行超时策略，poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS)会阻塞keepAliveTime这么长时间，没超时就返回任务，超时则返回null.
            Runnable r = timed ?
                workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                workQueue.take();
            if (r != null)
                return r;
            timedOut = true;
        } catch (InterruptedException retry) {
            // 如果此 worker 发生了中断，采取的方案是重试
            // 解释下为什么会发生中断，这个读者要去看 setMaximumPoolSize 方法，
            // 如果开发者将 maximumPoolSize 调小了，导致其小于当前的 workers 数量，
            // 那么意味着超出的部分线程要被关闭。重新进入 for 循环，自然会有部分线程会返回 null
            timedOut = false;
        }
    }
}