JAVA線程池原理源碼解析—爲何啓動一個線程池，提交一個任務後，Main方法不會退出？

原由

Hello，騷年們，你們新年快樂，頭髮有沒有少呀？今天咱們來看一件有趣的事，首先來看段代碼

public static void main(String[] args) {

        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

        service.submit(() -> System.out.println("Hello "));

        System.out.println("World");
    }
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呵呵，執行結果誰都知道，顯而易見

可是小老弟，有沒有發現這個程序 一直都沒有結束呢？明明這個任務都已經跑完了呀~

結論

開始了嗎？很差意思已經結束了，嘻嘻，大過年的不賣關子，咱們直接公佈答案，形成不退出的緣由是這樣：

• 你醜
• 線程池的建立的時候，第一次submit操做會建立Worker線程（負責去拿任務處理），該線程裏寫了一個死循環，因此這個Worker線程不會死
• Worker線程在建立的時候，被設置成了非守護線程，thread.setDaemon(false)
• 早在JDK1.5的時候，就規定了當全部非守護線程退出時，JVM纔會退出，Main方法主線程和Worker線程都是非守護線程，因此不會死。

下面咱們會就上面幾個問題，每個問題進行源碼分析，感興趣的看官老爺能夠繼續，看看又不會掉髮（逃

源碼分析

爲何Worker線程不會死

夢開始的地方先從初始化開始

//該方法利用多臺實例化了一個ThreadPoolExecutor線程池，該線程池繼承了一個抽象類AbstractExecutorService
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
//調用了ThreadPoolExecutor.submit方法也就是父類的AbstractExecutorService.submit，該方法內部會去調用execute()方法
service.submit(() -> System.out.println("Hello "));
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因而咱們定位到ThreadPoolExecutor類的execute方法，我截取了部分以下，注意代碼中我打註釋的地方

public void execute(Runnable command) {
    ...
        //若是工做線程尚未超過核心線程數
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            //去添加工做線程
            if (addWorker(command, true))
                return;
        }
    ...
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線程池把每個運行任務的工做線程抽象成了Worker，咱們定位到內部addWorker方法

...
            //新建一個Worker
            w = new Worker(firstTask);
            final Thread t = w.thread;
            if (t != null) {
                //下面的操做是將線程添加到工做線程集合裏
                final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
                mainLock.lock();
                try {
                    int rs = runStateOf(ctl.get());
                    if (rs < SHUTDOWN ||
                        (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
                        if (t.isAlive()) // precheck that t is startable
                            throw new IllegalThreadStateException();
                        workers.add(w);
                        int s = workers.size();
                        if (s > largestPoolSize)
                            largestPoolSize = s;
                        workerAdded = true;
                    }
                } finally {
                    mainLock.unlock();
                }
                //若是添加成功的話
                if (workerAdded) {
                    //把工做線程跑起來
                    t.start();
                    workerStarted = true;
                }
            }
        } finally {
            if (! workerStarted)
                addWorkerFailed(w);
        }
        return workerStarted;

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這時候一個工做線程也就跑起來了，能夠去執行任務了，咱們定位到ThreadPoolExecutor的內部類Worker的run方法裏

//該類調用了runWorker方法
public void run() {
            runWorker(this);
        }
        
複製代碼

final void runWorker(Worker w) {
        Thread wt = Thread.currentThread();
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
            //主要看這個while,會看這個Worker有沒有任務，若是沒有就會去取，這裏是一個死循環，而後咱們定位到getTask()方法，看他是怎麼取任務的
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
                w.lock();
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
            ...
               
    }
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這裏解釋了，工做線程其實不會死（超時時間不在本期範圍內），咱們繼續定位到內部的getTask()方法，看他是怎麼取任務的

private Runnable getTask() {
            ...
            //有沒有設置核心線程超時時間（默認沒有）當前工做的線程數大於了線程池的核心線城市
            boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
            ...
            try {
                Runnable r = timed ?
                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                    //調用workQueue的Take方法，WorkQueue默認是一個BlockingQueue，因此調用take方法會致使當前工做線程阻塞掉，指到拿到
                    workQueue.take();
                //若是拿到任務就返回
                if (r != null)
                    return r;
                timedOut = true;
                ...
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小結：

這裏想說的有兩點：

• 工做線程不會死（不設置線程存活時間，默認狀況下），會一直拿任務，因此工做線程會一直活着
• 工做線程拿任務的時候，默認狀況下，由於用的是BlockingQueue的take()拿不到任務會阻塞

Worker線程如何被設置成非守護線程

首先咱們來到ThreadPoolExecutor的構造方法裏

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }
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構造器裏傳入了一個ThreadFactory也就是Executors.defaultThreadFactory()，用來產生工做線程，一步一步的點進去咱們會定位到Executors內部類DefaultThreadFactory的newThread方法

public Thread newThread(Runnable r) {
            Thread t = new Thread(group, r,
                                  namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
                                  0);
            //關鍵代碼是這裏，把線程設置成了非守護線程
            if (t.isDaemon())
                t.setDaemon(false);
            if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
                t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
            return t;
        }
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而後咱們看ThreadPoolExector方法去new Worker()的時候

Worker(Runnable firstTask) {
            setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
            this.firstTask = firstTask;
            //這裏的ThreadPool，就是上面提到的那個生產非守護線程的線程工廠
            this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
        }
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看上面的註釋下面的內容，爲何是非守護線程就真相大白了。

爲何要等到非守護線程所有結束的時候，JVM纔會退出？

網上衝浪 JdkDoc注意我標藍的部分，這跟jvm的實現有關，先知道結論，具體爲何咱們留着下期再講~

總結

跟同事在codeReview的時候，忽然聊到單啓動線程池，Main方法會不會死明明已經都結束了呀，而後就本地跑了試了一下，跟平常的理解仍是不同的，查了一下緣由，仍是蠻有趣的，平常工做中多保持好奇心，不要怕難，你會愈來愈強的！

你變強了，也變禿了（逃