在Java中，Executor接口是Java并发框架中的一个核心接口，用于定义一种将任务提交给线程池或其他执行机制的方法，而无需显式地管理线程的生命周期。Executor接口的主要作用是提供一种解耦的方式，使得任务的提交和任务的执行分离，从而简化并发编程的复杂性。下图是Executor接口关键的继承实现图
以下是Executor接口的一些关键点及其作用：
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任务提交与执行的分离
- 通过
Executor接口，你可以将任务（通常是实现了Runnable接口的对象）提交给执行器（Executor），而不需要关心这些任务是如何被线程执行的。
- 通过
-
简化并发编程
Executor接口使得开发者无需手动创建和管理线程，从而简化了并发编程。你可以使用现有的线程池（如Executors工厂类提供的线程池）来执行你的任务，这样可以更有效地利用系统资源。
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灵活性
Executor接口的实现可以非常灵活，包括单线程执行器、固定线程池、缓存线程池、调度线程池等。这使得你可以根据具体的应用场景选择最合适的执行机制。
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异常处理
Executor接口允许你定义任务的异常处理策略。例如，你可以通过自定义的ThreadFactory和UncaughtExceptionHandler来管理线程创建和未捕获异常的处理。
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关闭和生命周期管理
Executor接口通常与ExecutorService接口一起使用，后者提供了更丰富的生命周期管理功能，如shutdown()和awaitTermination()方法，用于优雅地关闭线程池和等待所有任务完成。
说的更直白一些，Executor.execute(Runnable command)是给程序员用的，从语义上可以看出是让程序员用执行器执行任务，底层的执行过程被屏蔽掉。而底层的执行逻辑又可以分成两部分
- 以ThreadPoolExecutor为例，在接收到任务之后，会根据情况创建线程或将任务添加至任务队列
- 上个步骤创建出的线程会不断地轮询任务队列。
针对上面两个阶段，通过下面的两节进行详细讲解。
1 提交任务给线程池
以默认实现ThreadPoolExecutor为例，创建线程池的构造函数如下
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
各个参数的含义：
- corePoolSize,核心线程数量；
- maximumPoolSize，最大线程数量；
- keepAliveTime,超过核心线程数量线程的在空闲后的存活时间；
- unit，存活时间的时间单位；
- workQueue，超过核心线程后任务存放的阻塞队列；
- threadFactory,常用定义线程名字的线程工厂，可以使用默认工厂；
- handler，是阻塞队列已满，并且线程数达到maximumPoolSize的时候的处理策略，其中包括了抛出异常（AbortPolicy）,谁请求谁调用（CallerRunsPolicy）,丢弃线程池中的一个任务来执行现在的任务（DiscardOldesPolicy）,直接丢弃掉（DiscardPolicy）默认使用抛异常策略。
下面是线程池的状态值：
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;
// runState is stored in the high-order bits
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;
private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;
private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;
private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;
private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;
ctl字段的高3位用于维护线程池运行状态，低29位维护线程池中线程数量。高三位中，
RUNNING为111，SHUTDOWN为000，STOP为001，TIDYING为010，TERMINATED为100。
线程池执行的过程主要有以下特点：
1、如果线程池中的线程数量少于corePoolSize，就创建新的线程来执行新添加的任务 2、如果线程池中的线程数量大于等于corePoolSize，但队列workQueue未满，则将新添加的任务放到workQueue中 3、如果线程池中的线程数量大于等于corePoolSize，且队列workQueue已满，但线程池中的线程数量小于maximumPoolSize，则会创建新的线程来处理被添加的任务 4、如果线程池中的线程数量等于了maximumPoolSize，就用RejectedExecutionHandler来执行拒绝策略
下面跟踪源码，看看具体的实现过程： 首先是将任务提交给线程池
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
//上面对属性的介绍中，我们知道，ctl就是线程池状态（高三位）和线程数量（低29位）的组合
int c = ctl.get();
//workerCountOf函数就是获取线程的数量
//如果已有线程数量小于核心线程数，就调addWorker方法添加一个worker来执行任务
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
//代码如果运行到这里，那么就说明要么线程数大于等于核心线程数，要么addWorker失败
//再次判断线程池是不是运行状态，如果是运行状态，则把当前任务添加到workQueue中
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
//如果添加任务成功，则再次获取当前的线程池状态，判断线程池是否处于运行状态，如果线程池已经关闭，那么就移除该任务，并走拒绝策略；
int recheck = ctl.get();
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
//当线程池处于运行状态但当前没有活跃线程，需要创建新线程。
addWorker(null, false);
}
else if (!addWorker(command, false))
reject(command);
}
下面是创建线程的逻辑
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
//入参中，firstTask是任务，第二个参数：core若是true，代表创建的是核心线程，线程池运行期间根据开关配置，可以不用消亡；若是false，则代表创建的是非核心线程，一定的时间内没有任务执行，一定就会失效。这些逻辑判断在后面Woker的代码中会介绍
这里说下入参中任务的名字是firstTask，因为在创建线程的时候，如果同时指定了 这个线程起来以后需要执行的第一个任务，那么第一个任务就是存放在这里的(线程可不止执行这一个任务) 。当然了，也可以为 null，这样线程起来了，自己到任务队列（BlockingQueue）中取任务（getTask 方法）就行了。
retry:
for (;;) {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c);
// rs >= SHUTDOWN代表的是非running状态
if (rs >= SHUTDOWN &&
! (rs == SHUTDOWN &&
firstTask == null &&
! workQueue.isEmpty()))
return false;
for (;;) {
int wc = workerCountOf(c);
//判断当前线程数数量，core=true：大于等于最大核心线程数，或core=false：大于等于最大线程数时，是不允许新开线程的
if (wc >= CAPACITY ||
wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
return false;
if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
break retry;
c = ctl.get(); // Re-read ctl
if (runStateOf(c) != rs)
continue retry;
// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
}
}
boolean workerStarted = false;
boolean workerAdded = false;
Worker w = null;
try {
//创建worker，把任务添加进去，worker内会通过线程工厂创建出一个thread
w = new Worker(firstTask);
final Thread t = w.thread;
if (t != null) {
// 这个是整个类的全局锁，持有这个锁才能让下面的操作“顺理成章”，
// 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
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
// Recheck while holding lock.
// Back out on ThreadFactory failure or if
// shut down before lock acquired.
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();
//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，启动线程
if (workerAdded) {
t.start();
workerStarted = true;
}
}
} finally {
if (! workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
return workerStarted;
}
2 线程轮询执行任务过程
当worker启动的时候，就进入了Worker的run方法了。
public void run() {
runWorker(this);
}
final void runWorker(Worker w) {
Thread wt = Thread.currentThread();
//这里会从worker中获取任务，就是在addWorker方法中添加的任务，若在addWorker没有添加任务，那么这里获取到的就是null
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
w.unlock(); // allow interrupts
boolean completedAbruptly = true;
try {
//这里先看Worker本身的task是否为空，不为空就处理该任务，如果为空，则调getTask方法获取任务来执行
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
w.lock();
// If pool is stopping, ensure thread is interrupted;
// if not, ensure thread is not interrupted. This
// requires a recheck in second case to deal with
// shutdownNow race while clearing interrupt
if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
(Thread.interrupted() &&
runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
!wt.isInterrupted())
wt.interrupt();
try {
beforeExecute(wt, task);
Throwable thrown = null;
try {
//由于我们添加的任务都是事先runnable的，这里就是调用添加的任务的run方法
task.run();
} catch (RuntimeException x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Error x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Throwable x) {
thrown = x; throw new Error(x);
} finally {
afterExecute(task, thrown);
}
} finally {
task = null;
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
completedAbruptly = false;
} finally {
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}
从上面的方法中可以看到，线程池中的线程就是通过while循环不断通过getTask方法获取任务并执行任务的。那么getTask方法就很关键了，因为getTask是否能返回以及是返回的任务是否为空，决定了while循环是否会退出。下面看下getTask是怎么实现的：
//该方法主要就是获取一个任务，前面我们讲了核心线程不会消亡（allowCoreThreadTimeOut不为空的情况下），会一直查询queue中是否有任务并执行，但是非核心线程在一定的时间内获取不到任务就消亡了，具体逻辑就在这里
private Runnable getTask() {
boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?
for (;;) {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c);
// Check if queue empty only if necessary.
if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
decrementWorkerCount();
return null;
}
int wc = workerCountOf(c);
// 若allowCoreThreadTimeOut为true，或线程数量大于核心线程时，timed为true
boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
&& (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
return null;
continue;
}
try {
//若允许线程消亡，则调poll方法获取任务，等待一定的时间，没有任务就直接返回null
//若不允许消亡，则调take方法获取任务，没有任务的话，会一直阻塞在这里
Runnable r = timed ?
workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
workQueue.take();
if (r != null)
return r;
timedOut = true;
} catch (InterruptedException retry) {
timedOut = false;
}
}
}
