Java 阻塞隊列--BlockingQueue

1. 什么是阻塞隊列？

阻塞隊列（BlockingQueue）是一個支持兩個附加操作的隊列。這兩個附加的操作是：在隊列為空時，獲取元素的線程會等待隊列變為非空。當隊列滿時，存儲元素的線程會等待隊列可用。阻塞隊列常用於生產者和消費者的場景，生產者是往隊列里添加元素的線程，消費者是從隊列里拿元素的線程。阻塞隊列就是生產者存放元素的容器，而消費者也只從容器里拿元素。

阻塞隊列提供了四種處理方法:

方法\處理方式	拋出異常	返回特殊值	一直阻塞	超時退出
插入方法	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e,time,unit)
移除方法	remove()	poll()	take()	poll(time,unit)
檢查方法	element()	peek()	不可用	不可用

異常：是指當阻塞隊列滿時候，再往隊列里插入元素，會拋出IllegalStateException("Queue full")異常。當隊列為空時，從隊列里獲取元素時會拋出NoSuchElementException異常 。

• 
  返回特殊值：插入方法會返回是否成功，成功則返回true。移除方法，則是從隊列里拿出一個元素，如果沒有則返回null
• 一直阻塞：當阻塞隊列滿時，如果生產者線程往隊列里put元素，隊列會一直阻塞生產者線程，直到拿到數據，或者響應中斷退出。當隊列空時，消費者線程試圖從隊列里take元素，隊列也會阻塞消費者線程，直到隊列可用。
• 超時退出：當阻塞隊列滿時，隊列會阻塞生產者線程一段時間，如果超過一定的時間，生產者線程就會退出。

    詳細介紹BlockingQueue，以下是涉及的主要內容：

• BlockingQueue的核心方法
• 阻塞隊列的成員的概要介紹
• 詳細介紹DelayQueue、ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue的原理
• 線程池與BlockingQueue

1、初識阻塞隊列

在新增的Concurrent包中，BlockingQueue很好的解決了多線程中，如何高效安全“傳輸”數據的問題。通過這些高效並且線程安全的隊列類，為我們快速搭建高質量的多線程程序帶來極大的便利。本文詳細介紹了BlockingQueue家庭中的所有成員，包括他們各自的功能以及常見使用場景。

BlockingQueue的核心方法：

public interface BlockingQueue<E> extends Queue<E> { //將給定元素設置到隊列中，如果設置成功返回true, 否則拋出異常。如果是往限定了長度的隊列中設置值，推薦使用offer()方法。 boolean add(E e); //將給定的元素設置到隊列中，如果設置成功返回true, 否則返回false. e的值不能為空，否則拋出空指針異常。 boolean offer(E e); //將元素設置到隊列中，如果隊列中沒有多余的空間，該方法會一直阻塞，直到隊列中有多余的空間。 void put(E e) throws InterruptedException; //將給定元素在給定的時間內設置到隊列中，如果設置成功返回true, 否則返回false. boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException; //從隊列中獲取值，如果隊列中沒有值，線程會一直阻塞，直到隊列中有值，並且該方法取得了該值。 E take() throws InterruptedException; //在給定的時間里，從隊列中獲取值，如果沒有取到會拋出異常。 E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException; //獲取隊列中剩余的空間。 int remainingCapacity(); //從隊列中移除指定的值。 boolean remove(Object o); //判斷隊列中是否擁有該值。 public boolean contains(Object o); //將隊列中值，全部移除，並發設置到給定的集合中。 int drainTo(Collection<? super E> c); //指定最多數量限制將隊列中值，全部移除，並發設置到給定的集合中。 int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements); } 

在深入之前先了解下下ReentrantLock 和 Condition:
重入鎖ReentrantLock:
ReentrantLock鎖在同一個時間點只能被一個線程鎖持有；而可重入的意思是，ReentrantLock鎖，可以被單個線程多次獲取。
ReentrantLock分為“公平鎖”和“非公平鎖”。它們的區別體現在獲取鎖的機制上是否公平。“鎖”是為了保護競爭資源，防止多個線程同時操作線程而出錯，ReentrantLock在同一個時間點只能被一個線程獲取(當某線程獲取到“鎖”時，其它線程就必須等待)；ReentraantLock是通過一個FIFO的等待隊列來管理獲取該鎖所有線程的。在“公平鎖”的機制下，線程依次排隊獲取鎖；而“非公平鎖”在鎖是可獲取狀態時，不管自己是不是在隊列的開頭都會獲取鎖。
主要方法：

• lock()獲得鎖
• lockInterruptibly()獲得鎖，但優先響應中斷
• tryLock()嘗試獲得鎖，成功返回true,否則false，該方法不等待，立即返回
• tryLock(long time,TimeUnit unit)在給定時間內嘗試獲得鎖
• unlock()釋放鎖

Condition：await()、signal()方法分別對應之前的Object的wait()和notify()

• 和重入鎖一起使用
• await()是當前線程等待同時釋放鎖
• awaitUninterruptibly()不會在等待過程中響應中斷
• signal()用於喚醒一個在等待的線程，還有對應的singalAll()方法

2、阻塞隊列的成員

隊列	有界性	鎖	數據結構
ArrayBlockingQueue	bounded(有界)	加鎖	arrayList
LinkedBlockingQueue	optionally-bounded	加鎖	linkedList
PriorityBlockingQueue	unbounded	加鎖	heap
DelayQueue	unbounded	加鎖	heap
SynchronousQueue	bounded	加鎖	無
LinkedTransferQueue	unbounded	加鎖	heap
LinkedBlockingDeque	unbounded	無鎖	heap

下面分別簡單介紹一下：

• ArrayBlockingQueue：是一個用數組實現的有界阻塞隊列，此隊列按照先進先出（FIFO）的原則對元素進行排序。支持公平鎖和非公平鎖。【注：每一個線程在獲取鎖的時候可能都會排隊等待，如果在等待時間上，先獲取鎖的線程的請求一定先被滿足，那么這個鎖就是公平的。反之，這個鎖就是不公平的。公平的獲取鎖，也就是當前等待時間最長的線程先獲取鎖】

• LinkedBlockingQueue：一個由鏈表結構組成的有界隊列，此隊列的長度為Integer.MAX_VALUE。此隊列按照先進先出的順序進行排序。
• PriorityBlockingQueue： 一個支持線程優先級排序的無界隊列，默認自然序進行排序，也可以自定義實現compareTo()方法來指定元素排序規則，不能保證同優先級元素的順序。
• DelayQueue： 一個實現PriorityBlockingQueue實現延遲獲取的無界隊列，在創建元素時，可以指定多久才能從隊列中獲取當前元素。只有延時期滿后才能從隊列中獲取元素。（DelayQueue可以運用在以下應用場景：1.緩存系統的設計：可以用DelayQueue保存緩存元素的有效期，使用一個線程循環查詢DelayQueue，一旦能從DelayQueue中獲取元素時，表示緩存有效期到了。2.定時任務調度。使用DelayQueue保存當天將會執行的任務和執行時間，一旦從DelayQueue中獲取到任務就開始執行，從比如TimerQueue就是使用DelayQueue實現的。）
• SynchronousQueue： 一個不存儲元素的阻塞隊列，每一個put操作必須等待take操作，否則不能添加元素。支持公平鎖和非公平鎖。SynchronousQueue的一個使用場景是在線程池里。Executors.newCachedThreadPool()就使用了SynchronousQueue，這個線程池根據需要（新任務到來時）創建新的線程，如果有空閑線程則會重復使用，線程空閑了60秒后會被回收。
• LinkedTransferQueue： 一個由鏈表結構組成的無界阻塞隊列，相當於其它隊列，LinkedTransferQueue隊列多了transfer和tryTransfer方法。

• LinkedBlockingDeque： 一個由鏈表結構組成的雙向阻塞隊列。隊列頭部和尾部都可以添加和移除元素，多線程並發時，可以將鎖的競爭最多降到一半。

接下來重點介紹下：ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue以及DelayQueue

3、阻塞隊列原理以及使用

(1)DelayQueue

DelayQueue的泛型參數需要實現Delayed接口，Delayed接口繼承了Comparable接口，DelayQueue內部使用非線程安全的優先隊列（PriorityQueue），並使用Leader/Followers模式，最小化不必要的等待時間。DelayQueue不允許包含null元素。

Leader/Followers模式：

1. 有若干個線程(一般組成線程池)用來處理大量的事件
2. 有一個線程作為領導者，等待事件的發生；其他的線程作為追隨者，僅僅是睡眠。
3. 假如有事件需要處理，領導者會從追隨者中指定一個新的領導者，自己去處理事件。
4. 喚醒的追隨者作為新的領導者等待事件的發生。
5. 處理事件的線程處理完畢以后，就會成為追隨者的一員，直到被喚醒成為領導者。
6. 假如需要處理的事件太多，而線程數量不夠(能夠動態創建線程處理另當別論)，則有的事件可能會得不到處理。

所有線程會有三種身份中的一種：leader和follower，以及一個干活中的狀態：proccesser。它的基本原則就是，永遠最多只有一個leader。而所有follower都在等待成為leader。線程池啟動時會自動產生一個Leader負責等待網絡IO事件，當有一個事件產生時，Leader線程首先通知一個Follower線程將其提拔為新的Leader，然后自己就去干活了，去處理這個網絡事件，處理完畢后加入Follower線程等待隊列，等待下次成為Leader。這種方法可以增強CPU高速緩存相似性，及消除動態內存分配和線程間的數據交換。
參數以及構造函數：

    // 可重入鎖 private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 存儲隊列元素的隊列——優先隊列 private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>(); //用於優化阻塞通知的線程元素leader，Leader/Followers模式 private Thread leader = null; //用於實現阻塞和通知的Condition對象 private final Condition available = lock.newCondition(); public DelayQueue() {} public DelayQueue(Collection<? extends E> c) { this.addAll(c); } 

先看offer()方法：

    public boolean offer(E e) { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { q.offer(e); // 如果原來隊列為空，重置leader線程，通知available條件 if (q.peek() == e) { leader = null; available.signal(); } return true; } finally { lock.unlock(); } } //因為DelayQueue不限制長度，因此添加元素的時候不會因為隊列已滿產生阻塞，因此帶有超時的offer方法的超時設置是不起作用的 public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) { // 和不帶timeout的offer方法一樣 return offer(e); }

普通的poll()方法：如果延遲時間沒有耗盡的話，直接返回null

    public E poll() { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { E first = q.peek(); if (first == null || first.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) > 0) return null; else return q.poll(); } finally { lock.unlock(); } }

再看看take()方法：

    public E take() throws InterruptedException { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { for (;;) { // 如果隊列為空，需要等待available條件被通知 E first = q.peek(); if (first == null) available.await(); else { long delay = first.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS); // 如果延遲時間已到，直接返回第一個元素 if (delay <= 0) return q.poll(); // leader線程存在表示有其他線程在等待，那么當前線程肯定需要等待 else if (leader != null) available.await(); else { Thread thisThread = Thread.currentThread(); leader = thisThread; // 如果沒有leader線程，設置當前線程為leader線程 // 嘗試等待直到延遲時間耗盡（可能提前返回，那么下次 // 循環會繼續處理） try { available.awaitNanos(delay); } finally { // 如果leader線程還是當前線程，重置它用於下一次循環。 // 等待available條件時，鎖可能被其他線程占用從而導致 // leader線程被改變，所以要檢查 if (leader == thisThread) leader = null; } } } } } finally { // 如果沒有其他線程在等待，並且隊列不為空，通知available條件 if (leader == null && q.peek() != null) available.signal(); lock.unlock(); } }

最后看看帶有timeout的poll方法:

    public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { long nanos = unit.toNanos(timeout); final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { for (;;) { E first = q.peek(); if (first == null) { if (nanos <= 0) return null; else // 嘗試等待available條件，記錄剩余的時間 nanos = available.awaitNanos(nanos); } else { long delay = first.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS); if (delay <= 0) return q.poll(); if (nanos <= 0) return null; // 當leader線程不為空時（此時delay>=nanos），等待的時間 // 似乎delay更合理，但是nanos也可以，因為排在當前線程前面的 // 其他線程返回時會喚醒available條件從而返回， if (nanos < delay || leader != null) nanos = available.awaitNanos(nanos); else { Thread thisThread = Thread.currentThread(); leader = thisThread; try { long timeLeft = available.awaitNanos(delay); // nanos需要更新 nanos -= delay - timeLeft; } finally { if (leader == thisThread) leader = null; } } } } } finally { if (leader == null && q.peek() != null) available.signal(); lock.unlock(); } }

(2)ArrayBlockingQueue

參數以及構造函數：

    // 存儲隊列元素的數組 final Object[] items; // 拿數據的索引，用於take，poll，peek，remove方法 int takeIndex; // 放數據的索引，用於put，offer，add方法 int putIndex; // 元素個數 int count; // 可重入鎖 final ReentrantLock lock; // notEmpty條件對象，由lock創建 private final Condition notEmpty; // notFull條件對象，由lock創建 private final Condition notFull; public ArrayBlockingQueue(int capacity) { this(capacity, false);//默認構造非公平鎖的阻塞隊列 } public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) { if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException(); this.items = new Object[capacity]; //初始化ReentrantLock重入鎖，出隊入隊擁有這同一個鎖 lock = new ReentrantLock(fair); //初始化非空等待隊列 notEmpty = lock.newCondition(); //初始化非滿等待隊列 notFull = lock.newCondition(); } public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair, Collection<? extends E> c) { this(capacity, fair); final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); // Lock only for visibility, not mutual exclusion try { int i = 0; //將集合添加進數組構成的隊列中 try { for (E e : c) { checkNotNull(e); items[i++] = e; } } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) { throw new IllegalArgumentException(); } count = i; putIndex = (i == capacity) ? 0 : i; } finally { lock.unlock(); } }

添加的實現原理:

這里的add方法和offer方法最終調用的是enqueue(E x)方法，其方法內部通過putIndex索引直接將元素添加到數組items中，這里可能會疑惑的是當putIndex索引大小等於數組長度時，需要將putIndex重新設置為0，這是因為當前隊列執行元素獲取時總是從隊列頭部獲取，而添加元素從中從隊列尾部獲取所以當隊列索引（從0開始）與數組長度相等時，下次我們就需要從數組頭部開始添加了，如下圖演示

//入隊操作 private void enqueue(E x) { final Object[] items = this.items; //通過putIndex索引對數組進行賦值 items[putIndex] = x; //索引自增，如果已是最后一個位置，重新設置 putIndex = 0; if (++putIndex == items.length) putIndex = 0; count++; notEmpty.signal(); }

接着看put方法：
put方法是一個阻塞的方法，如果隊列元素已滿，那么當前線程將會被notFull條件對象掛起加到等待隊列中，直到隊列有空檔才會喚醒執行添加操作。但如果隊列沒有滿，那么就直接調用enqueue(e)方法將元素加入到數組隊列中。到此我們對三個添加方法即put，offer，add都分析完畢，其中offer，add在正常情況下都是無阻塞的添加，而put方法是阻塞添加。這就是阻塞隊列的添加過程。說白了就是當隊列滿時通過條件對象Condtion來阻塞當前調用put方法的線程，直到線程又再次被喚醒執行。總得來說添加線程的執行存在以下兩種情況，一是，隊列已滿，那么新到來的put線程將添加到notFull的條件隊列中等待，二是，有移除線程執行移除操作，移除成功同時喚醒put線程，如下圖所示

    public void put(E e) throws InterruptedException { checkNotNull(e); final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { //當隊列元素個數與數組長度相等時，無法添加元素 while (count == items.length) //將當前調用線程掛起，添加到notFull條件隊列中等待喚醒 notFull.await(); enqueue(e); } finally { lock.unlock(); } }

移除實現原理：

poll方法，該方法獲取並移除此隊列的頭元素，若隊列為空，則返回 null

    public E poll() { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { //判斷隊列是否為null，不為null執行dequeue()方法，否則返回null return (count == 0) ? null : dequeue(); } finally { lock.unlock(); } } //刪除隊列頭元素並返回 private E dequeue() { //拿到當前數組的數據 final Object[] items = this.items; @SuppressWarnings("unchecked") //獲取要刪除的對象 E x = (E) items[takeIndex]; 將數組中takeIndex索引位置設置為null items[takeIndex] = null; //takeIndex索引加1並判斷是否與數組長度相等， //如果相等說明已到盡頭，恢復為0 if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0; count--;//隊列個數減1 if (itrs != null) itrs.elementDequeued();//同時更新迭代器中的元素數據 //刪除了元素說明隊列有空位，喚醒notFull條件對象添加線程，執行添加操作 notFull.signal(); return x; }

接着看remove(Object o)方法

    public boolean remove(Object o) { if (o == null) return false; //獲取數組數據 final Object[] items = this.items; final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock();//加鎖 try { //如果此時隊列不為null，這里是為了防止並發情況 if (count > 0) { //獲取下一個要添加元素時的索引 final int putIndex = this.putIndex; //獲取當前要被刪除元素的索引 int i = takeIndex; //執行循環查找要刪除的元素 do { //找到要刪除的元素 if (o.equals(items[i])) { removeAt(i);//執行刪除 return true;//刪除成功返回true } //當前刪除索引執行加1后判斷是否與數組長度相等 //若為true，說明索引已到數組盡頭，將i設置為0 if (++i == items.length) i = 0; } while (i != putIndex);//繼承查找 } return false; } finally { lock.unlock(); } } //根據索引刪除元素，實際上是把刪除索引之后的元素往前移動一個位置 void removeAt(final int removeIndex) { final Object[] items = this.items; //先判斷要刪除的元素是否為當前隊列頭元素 if (removeIndex == takeIndex) { //如果是直接刪除 items[takeIndex] = null; //當前隊列頭元素加1並判斷是否與數組長度相等，若為true設置為0 if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0; count--;//隊列元素減1 if (itrs != null) itrs.elementDequeued();//更新迭代器中的數據 } else { //如果要刪除的元素不在隊列頭部， //那么只需循環迭代把刪除元素后面的所有元素往前移動一個位置 //獲取下一個要被添加的元素的索引，作為循環判斷結束條件 final int putIndex = this.putIndex; //執行循環 for (int i = removeIndex;;) { //獲取要刪除節點索引的下一個索引 int next = i + 1; //判斷是否已為數組長度，如果是從數組頭部（索引為0）開始找 if (next == items.length) next = 0; //如果查找的索引不等於要添加元素的索引，說明元素可以再移動 if (next != putIndex) { items[i] = items[next];//把后一個元素前移覆蓋要刪除的元 i = next; } else { //在removeIndex索引之后的元素都往前移動完畢后清空最后一個元素 items[i] = null; this.putIndex = i; break;//結束循環 } } count--;//隊列元素減1 if (itrs != null) itrs.removedAt(removeIndex);//更新迭代器數據 } notFull.signal();//喚醒添加線程 }

remove(Object o)方法的刪除過程相對復雜些，因為該方法並不是直接從隊列頭部刪除元素。首先線程先獲取鎖，再一步判斷隊列count>0,這點是保證並發情況下刪除操作安全執行。接着獲取下一個要添加源的索引putIndex以及takeIndex索引 ，作為后續循環的結束判斷，因為只要putIndex與takeIndex不相等就說明隊列沒有結束。然后通過while循環找到要刪除的元素索引，執行removeAt(i)方法刪除，在removeAt(i)方法中實際上做了兩件事，一是首先判斷隊列頭部元素是否為刪除元素，如果是直接刪除，並喚醒添加線程，二是如果要刪除的元素並不是隊列頭元素，那么執行循環操作，從要刪除元素的索引removeIndex之后的元素都往前移動一個位置，那么要刪除的元素就被removeIndex之后的元素替換，從而也就完成了刪除操作。

接着看take()方法
take方法其實很簡單，有就刪除沒有就阻塞，注意這個阻塞是可以中斷的，如果隊列沒有數據那么就加入notEmpty條件隊列等待(有數據就直接取走，方法結束)，如果有新的put線程添加了數據，那么put操作將會喚醒take線程，執行take操作。圖示如下

    //從隊列頭部刪除，隊列沒有元素就阻塞，可中斷 public E take() throws InterruptedException { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly();//中斷 try { //如果隊列沒有元素 while (count == 0) //執行阻塞操作 notEmpty.await(); return dequeue();//如果隊列有元素執行刪除操作 } finally { lock.unlock(); } }

最后看看peek()方法，比較簡單，直接返回當前隊列的頭元素但不刪除任何元素。

    public E peek() { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { //直接返回當前隊列的頭元素，但不刪除 return itemAt(takeIndex); // null when queue is empty } finally { lock.unlock(); } } final E itemAt(int i) { return (E) items[i]; }

(3)LinkedBlockingQueue

參數以及構造函數：

    //節點類，用於存儲數據 static class Node<E> { E item; Node<E> next; Node(E x) { item = x; } } // 容量大小 private final int capacity; // 元素個數，因為有2個鎖，存在競態條件，使用AtomicInteger private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); // 頭結點 private transient Node<E> head; // 尾節點 private transient Node<E> last; // 獲取並移除元素時使用的鎖，如take, poll, etc private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock(); // notEmpty條件對象，當隊列沒有數據時用於掛起執行刪除的線程 private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition(); // 添加元素時使用的鎖如 put, offer, etc private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock(); // notFull條件對象，當隊列數據已滿時用於掛起執行添加的線程 private final Condition notFull = putLock.newCondition(); public LinkedBlockingQueue() { this(Integer.MAX_VALUE); } public LinkedBlockingQueue(int capacity) { if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException(); this.capacity = capacity; last = head = new Node<E>(null); } public LinkedBlockingQueue(Collection<? extends E> c) { this(Integer.MAX_VALUE); final ReentrantLock putLock = this.putLock; putLock.lock(); // Never contended, but necessary for visibility try { int n = 0; for (E e : c) { if (e == null) throw new NullPointerException(); if (n == capacity) throw new IllegalStateException("Queue full"); enqueue(new Node<E>(e)); ++n; } count.set(n); } finally { putLock.unlock(); } } 

4、線程池中的BlockingQueue

首先看下構造函數

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

TimeUnit:時間單位；BlockingQueue：等待的線程存放隊列；keepAliveTime：非核心線程的閑置超時時間，超過這個時間就會被回收；RejectedExecutionHandler:線程池對拒絕任務的處理策略。
自定義線程池：這個構造方法對於隊列是什么類型比較關鍵。

• 在使用有界隊列時，若有新的任務需要執行，如果線程池實際線程數小於corePoolSize，則優先創建線程，
• 若大於corePoolSize，則會將任務加入隊列，
• 若隊列已滿，則在總線程數不大於maximumPoolSize的前提下，創建新的線程，
• 若隊列已經滿了且線程數大於maximumPoolSize，則執行拒絕策略。或其他自定義方式。

接下來看下源碼：

  public void execute(Runnable command) { if (command == null) //不能是空任務 throw new NullPointerException(); //如果還沒有達到corePoolSize，則添加新線程來執行任務 if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) { //如果已經達到corePoolSize,則不斷的向工作隊列中添加任務 if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) { //線程池已經沒有任務 if (runState != RUNNING || poolSize == 0) ensureQueuedTaskHandled(command); } //如果線程池不處於運行中或者工作隊列已經滿了，但是當前的線程數量還小於允許最大的maximumPoolSize線程數量，則繼續創建線程來執行任務 else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command)) //已達到最大線程數量，任務隊列也已經滿了，則調用飽和策略執行處理器 reject(command); // is shutdown or saturated } } private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) { Thread t = null; final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); //更改幾個重要的控制字段需要加鎖 try { //池里線程數量小於核心線程數量，並且還需要是運行時 if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING) t = addThread(firstTask); } finally { mainLock.unlock(); } if (t == null) return false; t.start(); //創建后，立即執行該任務 return true; } private Thread addThread(Runnable firstTask) { Worker w = new Worker(firstTask); Thread t = threadFactory.newThread(w); //委托線程工廠來創建，具有相同的組、優先級、都是非后台線程 if (t != null) { w.thread = t; workers.add(w); //加入到工作者線程集合里 int nt = ++poolSize; if (nt > largestPoolSize) largestPoolSize = nt; } return t; }