CachedThreadPool为何创建两个线程？调用shutdown()后为何仅创建一个？

以下是我的Java代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;

class ExceptionThread2 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        System.out.println("run() by " + t);
        System.out.println("eh = " + t.getUncaughtExceptionHandler());
        throw new RuntimeException();
    }
}

class MyUncaughtExceptionHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler {
    @Override
    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        System.out.println("caught " + e);
    }
}

class HandlerThreadFactory implements ThreadFactory {
    @Override
    public Thread newThread(Runnable r) {
        System.out.println(this + " creating new Thread ");
        Thread t = new Thread(r);
        System.out.println("created " + t);
        t.setUncaughtExceptionHandler(new MyUncaughtExceptionHandler());
        System.out.println("eh = " + t.getUncaughtExceptionHandler());
        return t;
    }
}

public class CaptureUncaughtException {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(new HandlerThreadFactory());
        exec.execute(new ExceptionThread2());
        //exec.shutdown();
    }
}

运行结果（未取消注释exec.shutdown()）： #

com.concurrent.example.HandlerThreadFactory@7f31245a creating new Thread 
created Thread[Thread-0,5,main] 
eh = com.concurrent.example.MyUncaughtExceptionHandler@6d6f6e28 
run() by Thread[Thread-0,5,main] 
eh = com.concurrent.example.MyUncaughtExceptionHandler@6d6f6e28 
com.concurrent.example.HandlerThreadFactory@7f31245a creating new Thread 
created Thread[Thread-1,5,main] 
eh = com.concurrent.example.MyUncaughtExceptionHandler@2870fdbb 
caught java.lang.RuntimeException

运行结果（取消注释exec.shutdown()）： #

com.concurrent.example.HandlerThreadFactory@7f31245a creating new Thread 
created Thread[Thread-0,5,main] 
eh = com.concurrent.example.MyUncaughtExceptionHandler@6d6f6e28 
run() by Thread[Thread-0,5,main] 
eh = com.concurrent.example.MyUncaughtExceptionHandler@6d6f6e28 
caught java.lang.RuntimeException

请问这是什么原因？

这个差异的核心原因在于ThreadPoolExecutor（CachedThreadPool的底层实现）对异常终止线程的处理逻辑，以及shutdown()方法对线程池状态的改变。

1. 未调用shutdown()时创建第二个线程的原因 #

当线程池处于默认的RUNNING状态时：

• 你提交的ExceptionThread2任务被分配给Thread-0执行，任务抛出RuntimeException导致Thread-0异常终止（不是正常完成任务）。
• ThreadPoolExecutor的processWorkerExit方法会处理这个异常终止的Worker线程：
  • 首先将已死亡的Worker从线程池的管理集合中移除。
  • 由于线程是突然终止的，方法最后会调用addWorker(null, false)尝试添加一个新的Worker线程（这就是Thread-1被创建的原因）。
  • 此时任务队列是空的，新创建的Thread-1不会执行任何任务，会进入空闲等待状态，直到60秒后被自动回收（CachedThreadPool的空闲线程超时时间默认是60秒）。

2. 调用shutdown()后不再创建新线程的原因 #

当你调用exec.shutdown()后，线程池的状态会切换为SHUTDOWN：

• 同样，Thread-0执行任务时抛出异常并终止。
• 在processWorkerExit方法中，虽然线程是突然终止，但此时线程池处于SHUTDOWN状态：
  • addWorker(null, false)方法会检查线程池状态和任务队列，在SHUTDOWN状态下，只有当任务队列非空时才会创建新的Worker线程，而此时队列是空的，所以不会创建新线程。
• 线程池会等待所有已提交的任务完成后，逐步关闭现有线程，不会再分配新的线程资源。

补充：CachedThreadPool的核心特性 #

Executors.newCachedThreadPool()的底层是ThreadPoolExecutor，配置了以下关键参数：

• 核心线程数为0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE
• 使用SynchronousQueue作为任务队列（任务直接传递给线程，不会在队列中等待）
• 空闲线程超过60秒会被自动回收

这种配置让它能根据任务量动态创建线程，但当线程因异常终止且线程池处于RUNNING状态时，会自动补充新的Worker线程以维持线程池的可用性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bfq