1. execute 和 submit 的区别
前面说了还需要介绍多线程中使用 execute 和 submit 的区别(这两个方法都是线程池 ThreadPoolExecutor 的方法)。
1.1 方法来源不同
execute 方法是线程池的顶层接口 Executor 定义的,在 ThreadPoolExecutor 中实现:
void execute(Runnable command);submit()是在ExecutorService接口中定义的,并定义了三种重载方式:
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
Future<?> submit(Runnable task);在AbstractExecutorService类中有它们的具体实现,而ThreadPoolExecutor继承了AbstractExecutorService类。所以 ThreadPoolExecutor 也有这三个方法。
1.2 接收参数不同
从上面的方法来源中可以看出,二者接收参数类型不同:
- 
execute()方法只能接收实现Runnable接口类型的任务 - 
submit()方法则既可以接收Runnable类型的任务,也可以接收Callable类型的任务 
1.3 返回值不同
由于 Runnable 和 Callable 的区别就是,Runnable 无返回值,Callable 有返回值。
所以 execute 和 submit  的返回值也不同。
execute()的返回值是void,线程提交后不能得到线程的返回值submit()的返回值是Future,通过Future的get()方法可以获取到线程执行的返回值,get()方法是同步的,执行get()方法时,如果线程还没执行完,会同步等待,直到线程执行完成
虽然submit()方法可以提交Runnable类型的参数,但执行Future方法的get()时,线程执行完会返回null,不会有实际的返回值,这是因为Runable本来就没有返回值1.4 异常处理机制不同
- 用 
submit提交任务,任务内有异常也不会打印异常信息,而是调用get()方法时,打印出任务执行异常信息 - 用 
execute提交任务时,任务内有异常会直接打印出来 
后面源码分析中会体现这个不同点!
2. execute 和 submit 源码分析
2.1 submit 源码分析
submit 方法是 ExecutorService 接口定义,由 AbstractExecutorService 抽象类实现,有三个重载方法:
public Future<?> submit(Runnable task) {
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
    execute(ftask);
    return ftask;
}
public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) {
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task, result);
    execute(ftask);
    return ftask;
}
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
    execute(ftask);
    return ftask;
}可以看一下上面 submit 的三个重载方法,方法体很相似,都调用了一个方法 newTaskFor(...) ,那么就来看看这个方法,可以看到它有两个重载方法:
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {
    return new FutureTask<T>(runnable, value);
}
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
    return new FutureTask<T>(callable);
}解释一下上面两个重载方法吧:
- 第一个
newTaskFor(Runnable runnable, T value):可以看到它应该是将submit方法传进来的Runnable转化成了Callable,并给一个返回值 - 第二个
newTaskFor(Callable<T> callable):就是submit直接传进了一个Callable,包装成FutureTask返回。 
上面代码中可以看一下 RunnableFuture 和 FutureTask 的关系:
先看一下 RunnableFuture:
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    void run();
}
RunnableFuture 实现了 Runnable 和 Future,它的子类就是 FutureTask
    
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
    // ...
}
到这里就明白了吧,当 submit 传入的参数是 Runnable 的时候,就需要 FutureTask的构造方法将 Runnable 转化成 Callable下面看一下 FutureTask 的两个构造函数:
// 传入Runnable则是执行了一共方法,看一下这个方法,具体转化逻辑就有了
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
    this.callable = Executors.callable(runnable, result);
    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}
// 传入Callable直接赋值给类的成员变量
public FutureTask(Callable<V> callable) {
    if (callable == null)
        throw new NullPointerException();
    this.callable = callable;
    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}下面看一下当 submit 传入 Runnable 的时候,其实到这里就是调用了 FutureTask(Runnable runnable, V result) 构造函数,看一下这个构造函数中将 Runable 转化成了 Callable,看一下 Executors.callable(runnable, result) 方法:
public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result) {
    if (task == null)
        throw new NullPointerException();
    return new RunnableAdapter<T>(task, result);
}
看看这里有创建了一个类,就是 RunnableAdapter,下面再看一下这个内部类:
    static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> {
        final Runnable task;
        final T result;
        RunnableAdapter(Runnable task, T result) {
            this.task = task;
            this.result = result;
        }
        public T call() {
            task.run();
            return result;
        }
    }
看看这个内部类,实现了 Callable 接口,并在 call 方法中 调用了 task 的 run 方法,就是相当于任务代码直接在 call 方法中了。这里必须说一下线程池中的线程是怎么执行的,这里就不说全部了,直说与这里相关的一部分:
- 看到上面
submit方法最终也是调用了execute方法,经过上main源码分析的一系列转换,submit最终调用了ThreadPoolExecutor的execute方法 - 
execute方法里面有一个很关键的方法是addWorker(command, true) - 进入 
addWorker方法,可以看到里面 new 了一个Worker。Worker里面有一个属性是Thread,后面直接调用了它的start方法启动了线程 - 可以看一下 
Worker类,它实现了Runnable,这里就要看看Worker的run方法了,调用了runWorker - 在
runWorker方法中,有一行是task.run(),调用submit时最终这个run方法就是RunnableFuture中的run()方法。具体实现在FutureTask中 
下面就看一下 FutureTask 中实现的 run 方法:
public void run() {
    if (state != NEW ||
        !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                     null, Thread.currentThread()))
        return;
    try {
        Callable<V> c = callable;
        if (c != null && state == NEW) {
            V result;
            boolean ran;
            try {
                //从这里可以看到,调用了call()方法
                result = c.call();
                ran = true;
            } catch (Throwable ex) {
                result = null;
                ran = false;
                // 看看,这里是将异常放在了一个属性中,所以 submit执行的时候不会抛出异常,只有在调用 get 方法时才会抛出异常
                setException(ex);
            }
            if (ran)
                //这里将返回值设置到了outcome,执行完后可以通过get()获取
                set(result);
        }
    } finally {
        // runner must be non-null until state is settled to
        // prevent concurrent calls to run()
        runner = null;
        // state must be re-read after nulling runner to prevent
        // leaked interrupts
        int s = state;
        if (s >= INTERRUPTING)
            handlePossibleCancellationInterrupt(s);
    }
}看一下上面两个主要的方法(setException(ex) 和 set(result)):
protected void setException(Throwable t) {
    if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
        outcome = t;
        UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, EXCEPTIONAL); // final state
        finishCompletion();
    }
}
protected void set(V v) {
    if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
        outcome = v;
        UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, NORMAL); // final state
        finishCompletion();
    }
}可以看到两个方法一个是将异常放进了 outcome ,一个是将 call 方法的返回值放进了 outcome。不管是异常还是线程执行的返回值,都会在get 方法中获取到,下面看一下get 方法,方法在 FutureTask 类中:
public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    int s = state;
    if (s <= COMPLETING)
        s = awaitDone(false, 0L);
    return report(s);
}
private V report(int s) throws ExecutionException {
    Object x = outcome;
    if (s == NORMAL)
        return (V)x;
    if (s >= CANCELLED)
        throw new CancellationException();
    throw new ExecutionException((Throwable)x);
}看看get 方法调用了 report 方法,取到了上面setException(ex) 和 set(result)方法 放进 outcome 的值并返回。
这里如果线程抛出了异常,这个线程会被从线程哈希表中移除,取消强引用,让 GC 回收,并且重新创建一个新的线程。
到这里 submit 方法的源码就分析完了!!!
2.2 execute 源码分析
此方法是线程顶层接口 Executor 定义的,在 ThreadPoolExecutor 有其实现,直接看实现:
其实 submit 方法最终调用了 execute 也是这一段,不同的是最后调用的线程的 run 方法是不同实现类实现的
public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        /*
         * Proceed in 3 steps:
         *
         * 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to
         * start a new thread with the given command as its first
         * task.  The call to addWorker atomically checks runState and
         * workerCount, and so prevents false alarms that would add
         * threads when it shouldn't, by returning false.
         *
         * 2. If a task can be successfully queued, then we still need
         * to double-check whether we should have added a thread
         * (because existing ones died since last checking) or that
         * the pool shut down since entry into this method. So we
         * recheck state and if necessary roll back the enqueuing if
         * stopped, or start a new thread if there are none.
         *
         * 3. If we cannot queue task, then we try to add a new
         * thread.  If it fails, we know we are shut down or saturated
         * and so reject the task.
         */
        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);
    }这里主要就是看 submit 和 execute 的区别点,所以线程池的看具体源码就不看了,我之前写的有一篇线程池源码的笔记很详细:线程池源码
上面有个很重要的方法,是将线程加入队列并执行的,就是 addWorker 方法,这里就不copy addWorker  的代码了,只需要知道里面创建了一个 Worker 对象即可。Worker 对象中有一个属性是 Thread,后面获取到了这个 Thread ,并执行了 start 方法。
然而在 Worker  本身是实现了 Runnable 的,所以后面执行的 start 方法,实际是执行了 Worker 中的 run 方法:
public void run() {
    runWorker(this);
}看看 Worker 中run 方法调用的 runWorker 方法:
final void runWorker(Worker w) {
        Thread wt = Thread.currentThread();
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
            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 {
                        // 这个地方是重点,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);
        }
    }其实这里的源码就和 submit 一样了,只是上面 task.run() 调用的是不同实现类的 run 方法。
- 
execute方法传进来的最终是调用的Runnable或其子类的run方法 - 
submit方法进来的最终是调用了FutureTask的run方法 
基于上面的区别,再去看 FutureTask 中 run 方法的源码,就可以知道一下结论:
- 
execute是没返回值的,submit有返回值 - 用 
execute提交任务时,任务内有异常会直接打印出来;用submit提交任务,任务内有异常也不会打印异常信息,而是调用get()方法时,打印出任务执行异常信息 
    
    










