《手写线程池》线程池核心技术-第04节：Worker线程核心执行流程解析
作者：冰河
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- 本章重点：简单介绍Worker线程的核心执行流程，重点掌握线程池中Worker线程的执行流程和涉及的方法调用。从全局视角掌握线程池的核心技术原理，学会融汇贯通，将线程池的编程思想灵活应用到自身实际项目中，提升实际项目的并发处理能力，以及自身的并发编程内功功底。
大家好，我是冰河~~
线程池中的Worker类从源码角度来看，继承了AQS类，实现了Runnable接口，本质上就是在线程池中执行任务的线程。在ThreadPoolExecutor类中的addWorker(Runnable, boolean)方法中，使用CAS安全的更新线程的数量之后，接下来就是创建新的Worker线程执行任务。本节，就对线程池中Worker线程的核心流程进行简单的介绍。
一、前言
上一节中，主要从源码角度分析了线程池的核心流程，包括：线程池正确运行的核心流程，线程池执行任务的核心流程。在介绍线程池正确运行的核心流程时，重点介绍了ThreadPoolExecutor类的重要属性和内部类。同时，在介绍线程池的核心执行流程中，重点解析了线程中的execute()方法、addWorker()方法、addWorkerFailed()方法和拒绝策略的执行流程。
二、本节诉求
简单介绍Worker线程的核心执行流程，重点掌握线程池中Worker线程的执行流程和涉及的方法调用。从全局视角掌握线程池的核心技术原理，学会融汇贯通，将线程池的编程思想灵活应用到自身实际项目中，提升实际项目的并发处理能力，以及自身的并发编程内功功底。
三、核心流程解析
Worker线程本质上就是在线程池中执行任务的线程，所有进入线程池的任务最终都会在Worker线程中被执行。接下来，就重要解析Worker线程的核心执行流程。
3.1 Worker线程的核心流程概述
在ThreadPoolExecutor类中，Worker线程的核心流程主要涉及到runWorker()方法、getTask()方法、beforeExecute()方法、afterExecute()方法、processWorkerExit()方法、tryTerminate()方法和terminated()方法的执行逻辑。理解了这几个方法的核心流程，也就掌握了Worker线程执行的核心流程。
3.2 runWorker()方法解析
Worker类中的run()方法调用了ThreadPoolExecutor类中的runWorker(Worker)方法执行任务。runWorker(Worker)方法的源码如下所示。
final void runWorker(Worker w) {
Thread wt = Thread.currentThread();
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
//释放锁，将state设置为0,允许中断任务
w.unlock();
boolean completedAbruptly = true;
try {
//如果任务不为空，或者从任务队列中获取的任务不为空，则执行while循环
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
//如果任务不为空，则获取Worker工作线程的独占锁
w.lock();
//如果线程已经停止，或者中断线程后线程终止并且没有成功中断线程
if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
(Thread.interrupted() &&
runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
!wt.isInterrupted())
//中断线程
wt.interrupt();
try {
//执行任务前执行的逻辑
beforeExecute(wt, task);
Throwable thrown = null;
try {
//调用Runable接口的run方法执行任务
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 {
//执行任务后执行的逻辑
afterExecute(task, thrown);
}
} finally {
//任务执行完成后，将其设置为空
task = null;
//完成的任务数量加1
w.completedTasks++;
//释放工作线程获得的锁
w.unlock();
}
}
completedAbruptly = false;
} finally {
//执行退出Worker线程的逻辑
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}
为了更好的理解runWorker(Worker)方法，对runWorker(Worker)方法的核心流程进行拆解，如下所示。
（1）获取当前线程的句柄和工作线程中的任务，并将工作线程中的任务设置为空，执行unlock方法释放锁，将state状态设置为0，此时可以中断工作线程，源码如下所示。
Thread wt = Thread.currentThread();
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
//释放锁，将state设置为0,允许中断任务的执行
w.unlock();
（2）在while循环中进行判断，如果任务不为空，或者从任务队列中获取的任务不为空，则执行while循环，否则，调用processWorkerExit(Worker, boolean)方法退出Worker工作线程。源码如下所示。
while (task != null || (task = getTask()) != null)
（3）如果满足while的循环条件，首先获取工作线程内部的独占锁，并执行一系列的逻辑判断来检测是否需要中断当前线程的执行，源码如下所示。
//如果任务不为空，则获取Worker工作线程的独占锁
w.lock();
//如果线程已经停止，或者中断线程后线程终止并且没有成功中断线程
//大家好好理解下这个逻辑
if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
(Thread.interrupted() &&
runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
!wt.isInterrupted())
//中断线程
wt.interrupt();
（4）调用执行任务前执行的逻辑，源码如下所示。
//执行任务前执行的逻辑
beforeExecute(wt, task);
（5）调用Runable接口的run方法执行任务，源码如下所示。
//调用Runable接口的run方法执行任务
task.run();
（6）调用执行任务后执行的逻辑，源码如下所示。
//执行任务后执行的逻辑
afterExecute(task, thrown);
（7）将完成的任务设置为空，完成的任务数量加1并释放工作线程的锁，源码如下所示。
//任务执行完成后，将其设置为空
task = null;
//完成的任务数量加1
w.completedTasks++;
//释放工作线程获得的锁
w.unlock();
（8）退出Worker线程的执行，源码如下所示。
//执行退出Worker线程的逻辑
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
从代码分析上可以看到，当从Worker线程中获取的任务为空时，会调用getTask()方法从任务队列中获取任务。
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