前言

Tomcat 線程池，是依據 JUC 中的線程池 ThreadPoolExecutor 重新自定義實現的。
其執行線程的代碼邏輯，和JUC 中是相同的。主要區別在于，Tomcat中對 阻塞隊列進行了改造。

本文主要研究 Tomcat 的線程池是如何執行線程的，即線程池的工作原理。

同系列文章：Tomcat線程池原理(上篇：初始化原理)

正文

一、執行線程的基本流程

Tomcat 中執行線程的基本流程，和JUC中是一致的。
以下貼出兩種執行方法。

1.1 JUC中的線程池執行線程

在ThreadPoolExecutor中，執行線程的方法定義如下：

public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();int c = ctl.get();if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true))return;c = ctl.get();}if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();if (! isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}else if (!addWorker(command, false))reject(command);
}

1.2 Tomcat 中線程池執行線程

@Override
public void execute(Runnable command) {execute(command,0,TimeUnit.MILLISECONDS);
}

重載方法定義如下：
這個方法被Deprecated標注，源碼中注釋中描述說是，Tomcat10中會被刪除，估計是一種優化。本文不做研究。

@Deprecated
public void execute(Runnable command, long timeout, TimeUnit unit) {// 提交的任務數量+1submittedCount.incrementAndGet();try {// 執行線程任務（這個方法中的代碼和JUC中執行線程的代碼一致，差別在于，阻塞隊列使用了Tomcat自定義的隊列）executeInternal(command);} catch (RejectedExecutionException rx) {// 被拒絕后，嘗試將線程放入隊列// 如果當前隊列是Tomcat自定義的隊列TaskQueue，嘗試將任務放入隊列if (getQueue() instanceof TaskQueue) {final TaskQueue queue = (TaskQueue) getQueue();try {// 強制將線程任務放入阻塞隊列if (!queue.force(command, timeout, unit)) {// 放入隊列失敗，提交的任務數-1submittedCount.decrementAndGet();// 拋出異常，線程池隊列已滿throw new RejectedExecutionException(sm.getString("threadPoolExecutor.queueFull"));}} catch (InterruptedException x) {// 中斷時，提交的任務數-1submittedCount.decrementAndGet();// 拋出異常throw new RejectedExecutionException(x);}} else {// 當前指定的隊列不是TaskQueue，提交的任務數-1，并拋出異常submittedCount.decrementAndGet();throw rx;}}
}

另外，executeInternal 的內容如下(和JUC中基本一致)：區別在于阻塞隊列換成了TaskQueue

private void executeInternal(Runnable command) {if (command == null) {throw new NullPointerException();}int c = ctl.get();if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true)) {return;}c = ctl.get();}// 這里的workQueue，實際已經換成了TaskQueueif (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();if (! isRunning(recheck) && remove(command)) {reject(command);} else if (workerCountOf(recheck) == 0) {addWorker(null, false);}}else if (!addWorker(command, false)) {reject(command);}
}

二、被改造的阻塞隊列

從第一小節中，看到的東西并不多。因為，Tomcat線程池的改造重心，在于阻塞隊列，也就是 TaskQueue。

2.1 TaskQueue的 offer(…)

@Override
public boolean offer(Runnable o) {//we can't do any checksif (parent==null) {return super.offer(o);}// 若是達到最大線程數，直接進隊列if (parent.getPoolSizeNoLock() == parent.getMaximumPoolSize()) {return super.offer(o);}// 已提交任務數小于等于當前線程數// 對應的場景是：當前活躍線程為10個，但是只有8個任務在執行，于是，直接進隊列if (parent.getSubmittedCount() <= parent.getPoolSizeNoLock()) {return super.offer(o);}// 當前線程數小于最大線程數，此次拒絕進入隊列if (parent.getPoolSizeNoLock() < parent.getMaximumPoolSize()) {return false;}//if we reached here, we need to add it to the queuereturn super.offer(o);
}

2.2 TaskQueue的 force(…)

其本質是，直接入隊列。

public boolean force(Runnable o) {if (parent == null || parent.isShutdown()) {throw new RejectedExecutionException(sm.getString("taskQueue.notRunning"));}return super.offer(o); //forces the item onto the queue, to be used if the task is rejected
}

三、總結

根據源碼中對于TaskQueue的改造，可以觀察出，Tomcat線程池的主要特點如下：

• 當前線程數小于corePoolSize，則去創建工作線程；
• 當前線程數大于corePoolSize，但小于maximumPoolSize，則去創建工作線程；
• 當前線程數大于maximumPoolSize，則將任務放入到阻塞隊列中，當阻塞隊列滿了之后，則調用拒絕策略丟棄任務；
• 任務執行失敗時不會直接拋出錯誤，而是裝回隊列里再次嘗試執行；
• 當線程池沒有達到最大執行線程的時候，會優先開線程再使用任務隊列；

總結之后就是，Tomcat 為了更適配 IO 密集型任務，改造了阻塞隊列。與JUC相比，會先去創建線程執行任務，創建的線程數達到最大線程數時，再放入隊列等待空閑線程的出現。