《java筆記系列》線程池Executor

《Java線程池》Executor 以及Executors

線程池的相關類的體系結構如下：

先看Executor接口，是最根上的接口

    public interface Executor {

        /*
         * Executes the given command at some time in the future.  The command
         * may execute in a new thread, in a pooled thread, or in the calling
         * thread, at the discretion of the {@code Executor} implementation.
         *翻譯：
         1、任務可能在將來的某個時刻被執行，即可能不是立即執行
         2、任務可能在新的線程中被執行，
         新線程可能是線程池中的，也可能是被調用的線程。這取決於對Executor的實現
         */
        void execute(Runnable command);
    }

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首先Executor的execute方法只是執行一個Runnable的任務，當然了從某種角度上將最後的實現類也是在線程中啓動此任務的。根據線程池的執行策略最後這個任務可能在新的線程中執行，或者線程池中的某個線程，甚至是調用者線程中執行（相當於直接運行Runnable的run方法）。這點在後面會詳細說明。

ExecutorService在Executor的基礎上增加了一些方法，其中有兩個核心的方法：

1、Future<?> submit(Runnable task)

2、<T> Future<T> submit(Callable<T> task)

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這兩個方法都是向線程池中提交任務，它們的區別在於Runnable在執行完畢後沒有結果，Callable執行完畢後有一個結果。這在多個線程中傳遞狀態和結果是非常有用的。另外他們的相同點在於都返回一個Future對象。Future對象可以阻塞線程直到運行完畢（獲取結果，如果有的話），也可以取消任務執行，當然也能夠檢測任務是否被取消或者是否執行完畢。在沒有Future之前我們檢測一個線程是否執行完畢通常使用Thread.join()或者用一個死循環加狀態位來描述線程執行完畢。現在有了更好的方法能夠阻塞線程，檢測任務執行完畢甚至取消執行中或者未開始執行的任務。

ScheduledExecutorService描述的功能和Timer/TimerTask類似，解決那些需要任務重複執行的問題。這包括延遲時間一次性執行、延遲時間週期性執行以及固定延遲時間週期性執行等。當然了繼承ExecutorService的ScheduledExecutorService擁有ExecutorService的全部特性。

ThreadPoolExecutor是ExecutorService的默認實現，ThreadPoolExecutor並不是直接實現的ExecutorService接口，而是繼承AbstractExecutorService抽象類。AbstractExecutorService抽象類實現了ExecutorService接口。ThreadPoolExecutor其中的配置、策略也是比較複雜的，在後面的章節中會有詳細的分析。

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService ;

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ScheduledThreadPoolExecutor是繼承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口實現，週期性任務調度的類實現，繼承體系如下，在後面的章節中會有詳細的分析。

    public class ScheduledThreadPoolExecutor
        extends ThreadPoolExecutor
        implements ScheduledExecutorService

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這裏需要稍微提一下的是CompletionService接口，它是用於描述順序獲取執行結果的一個線程池包裝器。它依賴一個具體的線程池調度，但是能夠根據任務的執行先後順序得到執行結果，這在某些情況下可能提高併發效率。

要配置一個線程池是比較複雜的，尤其是對於線程池的原理不是很清楚的情況下，很有可能配置的線程池不是較優的，因此在Executors類裏面提供了一些靜態工廠，生成一些常用的線程池。

1、newSingleThreadExecutor：創建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作，也就是相當於單線程串行執行所有任務。如果這個唯一的線程因爲異常結束，那麼會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行。

2、newFixedThreadPool：創建固定大小的線程池。每次提交一個任務就創建一個線程，直到線程達到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變，如果某個線程因爲執行異常而結束，那麼線程池會補充一個新線程。

3、newCachedThreadPool：創建一個可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務所需要的線程，那麼就會回收部分空閒（60秒不執行任務）的線程，當任務數增加時，此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務。此線程池不會對線程池大小做限制，線程池大小完全依賴於操作系統（或者說JVM）能夠創建的最大線程大小。

4、newScheduledThreadPool：創建一個大小無限的線程池。此線程池支持定時以及週期性執行任務的需求。

5、newSingleThreadScheduledExecutor：創建一個單線程的線程池。此線程池支持定時以及週期性執行任務的需求。

小結

關於Executor，我們需要了解它的體系結構，這樣我們就能更容易的理清楚他們的關係。

關於Executors，我們需要記住他所能產生的幾種線程池的方法，以及產生的每個線程池的類別是什麼，這個要相當的清楚，這樣我們就可以在合適的場景使用合適的線程池。

現在回顧一下：

1、newSignalThreadExecutor():產生單線程的線程池，即只有一個線程來順序執行任務隊列中的任務。當此線程因異常結束，則產生一個新的線程來補充。

2、newFixdThreadPool():產生固定個數的線程池。

3、newCachedThreadPool(int num):產生一個緩存線程池，即當線程數大於任務數之後回收多餘的線程。

4、newScheduledThreadPool():產生一個支持週期性執行任務的線程池。例如：

//創建一個線程數爲5的線程池，支持週期執行任務
    ScheduledExecutorService exec = Executors.newScheduledThreadPool(5);

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5、newSignalScheduledThreadPool():產生一個單個線程的線程池，且線程池支持週期性執行任務。

參考資料

1、http://www.blogjava.net/xylz/archive/2010/12/21/341281.html