Java Executor 框架的实例详解
JavaExecutor框架的实例详解
大多数并发都是通过任务执行的方式来实现的。
一般有两种方式执行任务：串行和并行。
classSingleThreadWebServer{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
ServerSocketsocket=newServerSocket(80);
while(true){
Socketconn=socket.accept();
handleRequest(conn);
}
}
}
classThreadPerTaskWebServer{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
ServerSocketsocket=newServerSocket(80);
while(true){
finalSocketconn=socket.accept();
Runnabletask=newRunnable(){
publicvoidrun(){
handleRequest(conn);
}
};
newThread(task).start();
}
}
}
当然上面的这两种方式都是有问题的。单线程的问题就是并发量会是瓶颈，多线程版本就是无限制的创建线程会导致资源不足问题。
Executor框架
任务是一组逻辑工作单元，而线程是使任务异步执行的机制。
JDK提供了Executor接口：
publicinterfaceExecutor{
voidexecute(Runnablecommand);
}
虽然Executor接口比较简单，但是却是异步任务执行框架的基础，该框架能支持多种不同类型的任务执行策略。它提供了一种标准的方式把任务的提交过程与执行过程进行了解耦。用Runnable来代表任务。Executor的实现提供了对生命周期的支持以及统计信息应用程序管理等机制。
Executor是基于生产者消费者模式的，提交任务的操作相当于生产者，执行任务的线程相当于消费。
基于Executor的WebServer例子如下：
publicclassTaskExecutorWebServer{
privatestaticfinalintNTHREADS=100;
privatestaticfinalExecutorexec=Executors.newFixedThreadPool(NTHREADS);
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
ServerSocketserverSocket=newServerSocket(80);
while(true){
finalSocketconn=serverSocket.accept();
Runnabletask=newRunnable(){
@Override
publicvoidrun(){
handleRequest(conn);
}
};
exec.execute(task);
}
}
}
另外可以自己实现Executor来控制是并发还是并行的，如下面代码：
/**
*执行已提交的Runnable任务的对象。
*此接口提供一种将任务提交与每个任务将如何运行的机制（包括线程使用的细节、调度等）分离开来的方法。
*通常使用Executor而不是显式地创建线程。
*
*
*@authorrenchunxiao
*
*/
publicclassExecutorDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Executorexecutor=newThreadExecutor();
executor.execute(newRunnable(){
@Override
publicvoidrun(){
//dosomething
}
});
Executorexecutor2=newSerialExecutor();
executor2.execute(newRunnable(){
@Override
publicvoidrun(){
//dosomething
}
});
}
}
/**
*创建一个线程来执行command
*
*@authorrenchunxiao
*
*/
classThreadExecutorimplementsExecutor{
@Override
publicvoidexecute(Runnablecommand){
newThread(command).start();
}
}
/**
*串行执行command
*
*@authorrenchunxiao
*
*/
classSerialExecutorimplementsExecutor{
@Override
publicvoidexecute(Runnablecommand){
command.run();
}
}
线程池
线程池就是线程的资源池，可以通过Executors中的静态工厂方法来创建线程池。
- newFixedThreadPool。创建固定长度的线程池，每次提交任务创建一个线程，直到达到线程池的最大数量，线程池的大小不再变化。
- newSingleThreadExecutor。单个线程池。
- newCachedThreadPool。根据任务规模变动的线程池。
- newScheduledThreadPool。创建固定长度的线程池，以延迟或定时的方式来执行任务。
JVM只有在所有非守护线程全部终止后才会退出，所以，如果无法正确的关闭Executor，那么JVM就无法结束。
为了解决执行服务的生命周期问题，有个扩展Executor接口的新接口ExecutorService。
publicinterfaceExecutorServiceextendsExecutor{
voidshutdown();
ListshutdownNow();
booleanisShutdown();
booleanisTerminated();
booleanawaitTermination(longtimeout,TimeUnitunit)
throwsInterruptedException;
Futuresubmit(Callabletask);
Futuresubmit(Runnabletask,Tresult);
Futuresubmit(Runnabletask);
List>invokeAll(Collection>tasks)
throwsInterruptedException;
List>invokeAll(Collection>tasks,
longtimeout,TimeUnitunit)
throwsInterruptedException;
TinvokeAny(Collection>tasks)
throwsInterruptedException,ExecutionException;
TinvokeAny(Collection>tasks,
longtimeout,TimeUnitunit)
throwsInterruptedException,ExecutionException,TimeoutException;
}
ExecutorService生命周期有三种状态：运行、关闭、已终止。ExecutorService在初始创建时处于运行状态。shutdown方法会平缓关闭：不在接受新的任务，并且等待已经执行的任务执行完成(包括那些还未开始的任务)。shutdownNow方法将粗暴关闭：它将尝试取消所有运行中的任务，并且不再启动队列中尚未开始的任务。所有任务都执行完成后进入到已终止状态。
Callable和Future
Executor框架使用Runnable作为基本的任务表示形式。Runnable是一种有局限性的抽象，它的run方法不能返回值和抛出一个受检查异常。
许多任务实际上是存在延时的计算，例如数据库查询，从网络获取资源。对于这些任务，Callable是更好的抽象，它认为call将返回一个值，并且可能抛出异常。
Executor执行的任务有四个生命周期阶段:创建、提交、开始和完成。由于有些任务需要很长时间有可能希望取消，在Executor框架当中，已提交未开始的任务可以取消。
Future表示一个任务的生命周期，并且提供了相应的方法来判断是否已经完成或取消，以及获取任务的结果和取消任务等。
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