执行任务

肖文英
我们首先来分析 execute 方法，这也是线程池最核心的方法，因为 submit 方法其底层也是调用 execute 方法进行执行。
线程池中的工作线程以 Worker 作为体现，真正工作的线程为 Worker 的成员变量，Worker 即是 Runnable，又是同步器（继承了AbstractQueuedSynchronizer）。Worker 从工作队列中取出任务来执行，并能通过 Worker 控制任务状态。
接下来通过 execute 方法源码来看下如何通过 Worker 完成任务的创建及运行。
public void execute(Runnable command) {
     if (command == null)
         throw new NullPointerException();
     int c = ctl.get();
     // 线程池当前线程数<corePoolSize时调用addWorker创建worker来执行任务
     if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
         // addWorker即创建worker的过程，并且将command作为firstTask
         // core==true表示采用核心线程数量限制，false采用maxinumPoolSize进行限制
         // addWorker返回true表示创建worker成功，返回false表示创建失败
         if (addWorker(command, true))
             return;
         // 获取ctl的最新值，用于下面的isRunning判断
         c = ctl.get();
     }
     // 结合合上文得知线程池当前线程数>=corePoolSize(大概率)
     // 判断线程池是否处于运行中状态：只有处于运行中状态时才向workQueue添加任务
     // offer方法不会阻塞当前线程，添加成功会立刻返回true，添加失败会返回false
     if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
         // 获取到当前线程池的状态，赋值给recheck，是为了重新检查状态
         // 因为没有使用锁，可能isRunning检查成功，但是执行offer时，线程池状态可能不是running了
         int recheck = ctl.get();
         // 如果isRunning返回false，那就remove掉这个任务，然后执行拒绝策略
         if (!isRunning(recheck) && remove(command))
             reject(command);
         // 线程池是否处于running状态，我们不能得知，因为可能改变了
         // 如果从工作队列移除command失败，说明这个任务已经被消费了
         // 如果没有工作线程，那就创建工作线程
         else if (workerCountOf(recheck) == 0)
             // null表示不是firstTask，false表示创建工作线程时使用maximumPoolSize作为限制条件
             addWorker(null, false);
     }
     // 如果线程池没有处于running状态或任务放入workQueue失败，
     // 说明线程池已经关闭(或正在关闭)或者任务队列满了，则尝试通过创建更多的worker来执行任务
     // 如果创建worker(创建worker时会判断线程池状态)失败,则说明线程池已经关闭(或正在关闭)或者已经饱和,会执行拒绝策略
     else if (!addWorker(command, false))
         reject(command);
 }
 
// 这行代码调用了内部工作队列（workQueue）的remove方法，尝试从队列中移除指定的task。
// workQueue通常是一个线程安全的阻塞队列，它支持remove操作来移除队列中的元素。
// 如果队列中确实存在该任务，则remove方法返回true；如果不存在，则返回false。
public boolean remove(Runnable task) {
    boolean removed = workQueue.remove(task);
    // 后续章节详细解释
    tryTerminate(); // In case SHUTDOWN and now empty
    return removed;
}
1 简化的执行流程
工作线程数量小于核心数量，创建核心线程；
达到核心数量，任务放入任务队列；
任务队列满了，创建非核心线程；
工作线程达到最大数量，执行拒绝策略。
以上是没有结合线程池状态得出线程池 execute 执行的流程，但是从代码分析中我们可以知道线程池 execute 方法之所以复杂是因为我们需要时刻判断线程池状态，才能做出相应的动作。所以在前面章节中我们实现的线程池是没有考虑线程池状态的，所以代码比较简单，只能用于理解线程池，不能用于线上环境。
2 recheck 机制在 Java 中，临界区是指一段需要线程互斥访问的代码区域，即一次只允许一个线程进入的代码段。临界区通常用于保护共享资源免被并发修改。Java 提供了几种方法来创建临界区，包括 synchronized 关键字、Lock 接口及其实现类（如 ReentrantLock）。
在上面代码中我们没有使用锁机制，所以不会存在临界区，但是 ctl 明显是一个共享变量，并且这个共享变量会在其它线程执行 shutdown 或 shutdownNow 等方法而被修改，所以我们在某一时刻根据 ctl 做出条件判断时返回 true，但是在后面执行某些动作 (workQueue.offer(command)) 时，这个条件可能就不满足了，为了解决这个问题线程池的解决方案如下：
线程池的状态转换是经过精心设计的，在前面章节中我们知道它的状态转换图是一个有向无换图，所以它的状态只能向某一个方向变化，例如当前线程池处于 running 状态，如果在后面某一时刻它变成了 shutdown 状态，那么随着代码继续执行它的状态肯定不能再次变为 running 状态。所以我们第一次检查发现线程池处于 running 状态，把任务放入工作队列，放入成功后，我们紧接着再次检查线程池状态，如果它不是 running 状态，为了满足线程池只能处于 running 时才能把任务放入任务队列这一约束，我们需要把之前放入的任务从队列中移除。
我们需要注意 ctl 是 AtomicInteger 类型的变量，它没有被 volatile 修饰，但是 AtomicInteger 本身就是线程安全的整数类，我们通过 get 方法能够获取它的最新值。
3 addWorker 调用入参不一致
第一次调用：当线程池中的线程数少于 corePoolSize 时，会尝试添加一个核心线程来执行任务。这时，addWorker 的第一个参数是 command（要执行的任务），第二个参数是 true（表示这是一个核心线程）。
第二次调用（可能发生在两个地方）：如果工作队列已满，且线程池仍在运行，会尝试添加一个非核心线程来直接执行任务。这时，addWorker 的第一个参数是 command，第二个参数是 false（表示这是一个非核心线程）。如果从工作队列移除 command 失败，并且当前没有工作线程，那么会尝试添加一个非核心线程，但这次没有具体的任务给它执行，所以第一个参数是 null，第二个参数是 false。
4  是否会被阻塞我们按照如下情况进行分析：
当提交任务到线程池时，如果当前线程数小于核心线程数，线程池会创建新线程来执行任务。execute 方法立刻返回并且任务状态处于运行中。
如果当前线程数已经达到核心线程数，任务会被放入任务队列中等待执行。execute 方法立刻返回但是任务处于未开始运行状态。
如果任务队列已满且当前线程数小于最大线程数，线程池会创建新线程来执行任务。execute 方法立刻返回并且任务状态处于运行中。
如果任务队列已满且当前线程数已经达到最大线程数，线程池会根据配置的拒绝策略来处理新提交的任务。
CallerRunsPolicy：在这种情况下，execute 方法不会阻塞，但它会在调用 execute 方法的线程上执行任务。execute 方法不会立刻返回并且任务状态处于运行中。
AbortPolicy（默认策略）：在这种情况下，execute 方法会抛出一个 RejectedExecutionException 异常，而不会阻塞。任务最终不会被运行。
DiscardPolicy：在这种情况下，execute 方法会默默丢弃无法执行的任务，不会阻塞。execute 方法立刻返回，任务最终不会被运行。
DiscardOldestPolicy：在这种情况下，execute 方法会丢弃任务队列中最旧的任务，然后尝试重新执行当前任务。最坏情况该拒绝策略会被调用多次，直到没有其它线程频繁提交任务为止。在最坏情况下，execute 方法不会立刻返回，任务最终会被执行。
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