本文你将获得以下信息：
线程池源码解读
线程池执行流程分析
带返回值的线程池实现
延迟线程池实现
为了方便读者理解，本文会由浅入深，先从线程池的使用开始再延伸到源码解读和源码分析等高级内容，读者可根据自己的情况自主选择阅读顺序和需要了解的章节。
线程池能够更加充分的利用CPU、内存、网络、IO等系统资源，线程池的主要作用如下：
利用线程池可以复用线程，控制最大并发数；
实现任务缓存策略和拒绝机制；
实现延迟执行
阿里巴巴Java开发手册强制规定：线程资源必须通过线程池提供，如下图：
本节会介绍7种线程池的创建与使用，线程池的状态介绍，ThreadPoolExecutor参数介绍等。
线程池可以使用Executors和ThreadPoolExecutor，其中使用Executors有六种创建线程池的方法，如下图：
newSingleThreadExecutor()，它的特点在于工作线程数目被限制为 1，操作一个无界的工作队列，所以它保证了所有任务的都是被顺序执行，最多会有一个任务处于活动状态，并且不允许使用者改动线程池实例，因此可以避免其改变线程数目。
newCachedThreadPool()，它是一种用来处理大量短时间工作任务的线程池，具有几个鲜明特点：它会试图缓存线程并重用，当无缓存线程可用时，就会创建新的工作线程；如果线程闲置的时间超过 60 秒，则被终止并移出缓存；长时间闲置时，这种线程池，不会消耗什么资源。其内部使用 SynchronousQueue 作为工作队列。
newFixedThreadPool(int nThreads)，重用指定数目（nThreads）的线程，其背后使用的是无界的工作队列，任何时候最多有 nThreads 个工作线程是活动的。这意味着，如果任务数量超过了活动队列数目，将在工作队列中等待空闲线程出现；如果有工作线程退出，将会有新的工作线程被创建，以补足指定的数目 nThreads。
newSingleThreadScheduledExecutor() 创建单线程池，返回 ScheduledExecutorService，可以进行定时或周期性的工作调度。
newScheduledThreadPool(int corePoolSize)和newSingleThreadScheduledExecutor()类似，创建的是个 ScheduledExecutorService，可以进行定时或周期性的工作调度，区别在于单一工作线程还是多个工作线程。
newWorkStealingPool(int parallelism)，这是一个经常被人忽略的线程池，Java 8 才加入这个创建方法，其内部会构建ForkJoinPool，利用Work-Stealing算法，并行地处理任务，不保证处理顺序。
ThreadPoolExecutor是最原始的线程池创建，上面1-3创建方式都是对ThreadPoolExecutor的封装。
总结： 其中newSingleThreadExecutor、newCachedThreadPool、newFixedThreadPool是对ThreadPoolExecutor的封装实现，newSingleThreadScheduledExecutor、newScheduledThreadPool则为ThreadPoolExecutor子类ScheduledThreadPoolExecutor的封装，用于执行延迟任务，newWorkStealingPool则为Java 8新加的方法。
从以上代码可以看出newSingleThreadExecutor和newSingleThreadScheduledExecutor创建的都是单线程池，那么单线程池的意义是什么呢？
虽然是单线程池，但提供了工作队列，生命周期管理，工作线程维护等功能。
ThreadPoolExecutor作为线程池的核心方法，我们来看一下ThreadPoolExecutor内部实现，以及封装类是怎么调用ThreadPoolExecutor的。
先从构造函数说起，构造函数源码如下：
参数说明：
corePoolSize：所谓的核心线程数，可以大致理解为长期驻留的线程数目（除非设置了 allowCoreThreadTimeOut）。对于不同的线程池，这个值可能会有很大区别，比如 newFixedThreadPool 会将其设置为 nThreads，而对于 newCachedThreadPool 则是为 0。
maximumPoolSize：顾名思义，就是线程不够时能够创建的最大线程数。同样进行对比，对于 newFixedThreadPool，当然就是 nThreads，因为其要求是固定大小，而 newCachedThreadPool 则是 Integer.MAX_VALUE。
keepAliveTime：空闲线程的保活时间，如果线程的空闲时间超过这个值，那么将会被关闭。注意此值生效条件必须满足：空闲时间超过这个值，并且线程池中的线程数少于等于核心线程数corePoolSize。当然核心线程默认是不会关闭的，除非设置了allowCoreThreadTimeOut(true)那么核心线程也可以被回收。
TimeUnit：时间单位。
BlockingQueue：任务丢列，用于存储线程池的待执行任务的。
threadFactory：用于生成线程，一般我们可以用默认的就可以了。
handler：当线程池已经满了，但是又有新的任务提交的时候，该采取什么策略由这个来指定。有几种方式可供选择，像抛出异常、直接拒绝然后返回等，也可以自己实现相应的接口实现自己的逻辑。
来看一下线程池封装类对于ThreadPoolExecutor的调用：
newSingleThreadExecutor对ThreadPoolExecutor的封装源码如下：
newCachedThreadPool对ThreadPoolExecutor的封装源码如下：
newFixedThreadPool对ThreadPoolExecutor的封装源码如下：
ScheduledExecutorService对ThreadPoolExecutor的封装源码如下：
newSingleThreadScheduledExecutor使用的是ThreadPoolExecutor的子类ScheduledThreadPoolExecutor，如下图所示：
newScheduledThreadPool对ThreadPoolExecutor的封装源码如下：
newScheduledThreadPool使用的也是ThreadPoolExecutor的子类ScheduledThreadPoolExecutor。
查看ThreadPoolExecutor源码可知线程的状态如下：
线程状态解读（以下内容来源于：https://javadoop.com/post/java-thread-pool）：
RUNNING：这个没什么好说的，这是最正常的状态：接受新的任务，处理等待队列中的任务；
SHUTDOWN：不接受新的任务提交，但是会继续处理等待队列中的任务；
STOP：不接受新的任务提交，不再处理等待队列中的任务，中断正在执行任务的线程；
TIDYING：所有的任务都销毁了，workCount 为 0。线程池的状态在转换为 TIDYING 状态时，会执行钩子方法 terminated()；
TERMINATED：terminated() 方法结束后，线程池的状态就会变成这个；
RUNNING 定义为 -1，SHUTDOWN 定义为 0，其他的都比 0 大，所以等于 0 的时候不能提交任务，大于 0 的话，连正在执行的任务也需要中断。
看了这几种状态的介绍，读者大体也可以猜到十之八九的状态转换了，各个状态的转换过程有以下几种：
RUNNING -> SHUTDOWN：当调用了 shutdown() 后，会发生这个状态转换，这也是最重要的；
(RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP：当调用 shutdownNow() 后，会发生这个状态转换，这下要清楚 shutDown() 和 shutDownNow() 的区别了；
SHUTDOWN -> TIDYING：当任务队列和线程池都清空后，会由 SHUTDOWN 转换为 TIDYING；
STOP -> TIDYING：当任务队列清空后，发生这个转换；
TIDYING -> TERMINATED：这个前面说了，当 terminated() 方法结束后；
说了那么多下来一起来看线程池的是怎么执行任务的，线程池任务提交有两个方法：
execute
submit
其中execute只能接受Runnable类型的任务，使用如下：
submit可以接受Runnable或Callable类型的任务，使用如下：
使用submit传递Callable类可以获取执行任务的返回值，Callable是JDK 1.5 添加的特性用于补充Runnable无返回的情况。
在线程池中newSingleThreadScheduledExecutor和newScheduledThreadPool返回的是ScheduledExecutorService，用于执行延迟线程池的，代码如下：
完整示例下载地址： https://github.com/vipstone/java-core-example
阅读线程池的源码有一个小技巧，可以按照线程池执行的顺序进行串连关联阅读，这样更容易理解线程池的实现。
源码阅读流程解读
我们先从线程池的任务提交方法execute()开始阅读，从execute()我们会发现线程池执行的核心方法是addWorker()，在addWorker()中我们发现启动线程调用了start()方法，调用start()方法之后会执行Worker类的run()方法，run里面调用runWorker()，运行程序的关键在于getTask()方法，getTask()方法之后就是此线程的关闭，整个线程池的工作流程也就完成了，下来一起来看吧（如果本段文章没看懂的话也可以看完源码之后，回过头来再看一遍）。
在这段代码可以看出，调用了t.start();
根据上面代码可知，调用了Worker的t.start()之后，紧接着会调用Worker的run()方法，run()源码如下：
runWorker()源码如下：
runWorker里面的有getTask()，来看下具体的实现：
线程池的执行流程如下图：
本文总结以问答的形式展示，引自《深度解读 java 线程池设计思想及源码实现》，最下方附参考地址。
corePoolSize 到 maximumPoolSize 之间的线程会被回收，当然 corePoolSize 的线程也可以通过设置而得到回收（allowCoreThreadTimeOut(true)）。
workQueue 用于存放任务，添加任务的时候，如果当前线程数超过了 corePoolSize，那么往该队列中插入任务，线程池中的线程会负责到队列中拉取任务。
keepAliveTime 用于设置空闲时间，如果线程数超出了 corePoolSize，并且有些线程的空闲时间超过了这个值，会执行关闭这些线程的操作
rejectedExecutionHandler 用于处理当线程池不能执行此任务时的情况，默认有抛出 RejectedExecutionException 异常、忽略任务、使用提交任务的线程来执行此任务和将队列中等待最久的任务删除，然后提交此任务这四种策略，默认为抛出异常。
如果当前线程数少于 corePoolSize，那么提交任务的时候创建一个新的线程，并由这个线程执行这个任务；
如果当前线程数已经达到 corePoolSize，那么将提交的任务添加到队列中，等待线程池中的线程去队列中取任务；
如果队列已满，那么创建新的线程来执行任务，需要保证池中的线程数不会超过 maximumPoolSize，如果此时线程数超过了 maximumPoolSize，那么执行拒绝策略。
如果某个任务执行出现异常，那么执行任务的线程会被关闭，而不是继续接收其他任务。然后会启动一个新的线程来代替它。
workers 的数量达到了 corePoolSize，任务入队成功，以此同时线程池被关闭了，而且关闭线程池并没有将这个任务出队，那么执行拒绝策略。这里说的是非常边界的问题，入队和关闭线程池并发执行，读者仔细看看 execute 方法是怎么进到第一个 reject(command) 里面的。
workers 的数量大于等于 corePoolSize，准备入队，可是队列满了，任务入队失败，那么准备开启新的线程，可是线程数已经达到 maximumPoolSize，那么执行拒绝策略。
书籍：《码出高效：Java开发手册》
Java核心技术36讲：http://t.cn/EwUJvWA
深度解读 java 线程池设计思想及源码实现：https://javadoop.com/post/java-thread-pool
Java线程池-ThreadPoolExecutor源码解析(基于Java8)：https://www.imooc.com/article/42990
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作者：
王磊的博客
出处：
http://vipstone.cnblogs.com/