隨著當(dāng)今處理器中可用的核心數(shù)量的增加，隨著對(duì)實(shí)現(xiàn)更高吞吐量的需求的不斷增長(zhǎng)，多線程API變得非常流行。Java提供了自己的多線程框架，稱為Executor框架.
1.Executor框架是什么？
Executor框架包含一組用于有效管理工作線程的組件。Executor API通過Executors將任務(wù)的執(zhí)行與要執(zhí)行的實(shí)際任務(wù)解耦。這是生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式的一種實(shí)現(xiàn)。
java.util.concurrent.Executors提供了用于創(chuàng)建工作線程的線程池的工廠方法。
為了使用Executor框架，我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)線程池并提交任務(wù)給它以供執(zhí)行。Executor框架的工作是調(diào)度和執(zhí)行已提交的任務(wù)并從線程池中拿到返回的結(jié)果。
浮現(xiàn)于腦海中的一個(gè)基本的問題是，當(dāng)我們創(chuàng)建java.lang.Thread的對(duì)象或調(diào)用實(shí)現(xiàn)了Runnable/Callable接口來達(dá)到的程序的并行性時(shí)，為什么需要線程池？
答案來源于兩個(gè)基本面：
為新任務(wù)創(chuàng)建新的線程會(huì)存在額外的線程創(chuàng)建以及銷毀的開銷。管理這些線程的生命周期會(huì)明顯增加CPU的執(zhí)行時(shí)間。
不進(jìn)行任何限制地為每個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建線程會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)建大量線程。這些線程會(huì)占用大量?jī)?nèi)存并引起資源的浪費(fèi)。當(dāng)一個(gè)線程利用完CPU的時(shí)間片后另一個(gè)線程即將利用CPU的時(shí)間片時(shí)，CPU會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間來切換線程的上下文。
所有的這些因素都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的吞吐量下降。線程池通過保持線程一直存活并重用這些線程來克服這個(gè)問題。當(dāng)提交到線程池中的任務(wù)多于正在執(zhí)行的線程時(shí)，那些多余的任務(wù)將被放到隊(duì)列中。一旦執(zhí)行任務(wù)的線程有空閑的了，它們會(huì)從隊(duì)列中取下一個(gè)任務(wù)來執(zhí)行。對(duì)于JDK提供的現(xiàn)成的executors此任務(wù)隊(duì)列基本是無界的。
2.Executors的類型
現(xiàn)在我們已經(jīng)了解了executors是什么，讓我們來看看不同類型的executors。
(1)SingleThreadExecutor
此線程池executor只有一個(gè)線程。它用于以順序方式的形式執(zhí)行任務(wù)。如果此線程在執(zhí)行任務(wù)時(shí)因異常而掛掉，則會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新線程來替換此線程，后續(xù)任務(wù)將在新線程中執(zhí)行。
ExecutorService executorService=Executors.newSingleThreadExecutor()
(2)FixedThreadPool(n)
顧名思義，它是一個(gè)擁有固定數(shù)量線程的線程池。提交給executor的任務(wù)由固定的n個(gè)線程執(zhí)行，如果有更多的任務(wù)，它們存儲(chǔ)在linkedBlockingQueue里。這個(gè)數(shù)字n通常跟底層處理器支持的線程總數(shù)有關(guān)。
ExecutorService executorService=Executors.newFixedThreadPool(4);
(3)CachedThreadPool
該線程池主要用于執(zhí)行大量短期并行任務(wù)的場(chǎng)景。與固定線程池不同，此線程池的線程數(shù)不受限制。如果所有的線程都在忙于執(zhí)行任務(wù)并且又有新的任務(wù)到來了，這個(gè)線程池將創(chuàng)建一個(gè)新的線程并將其提交到executor。只要其中一個(gè)線程變?yōu)榭臻e，它就會(huì)執(zhí)行新的任務(wù)。如果一個(gè)線程有60秒的時(shí)間都是空閑的，它們將被結(jié)束生命周期并從緩存中刪除。
但是，如果管理得不合理，或者任務(wù)不是很短的，則線程池將包含大量的活動(dòng)線程。這可能導(dǎo)致資源紊亂并因此導(dǎo)致性能下降。
ExecutorService executorService=Executors.newCachedThreadPool();(4)ScheduledExecutor
當(dāng)我們有一個(gè)需要定期運(yùn)行的任務(wù)或者我們希望延遲某個(gè)任務(wù)時(shí)，就會(huì)使用此類型的executor。
ScheduledExecutorService scheduledExecService=Executors.newScheduledThreadPool(1);
可以使用scheduleAtFixedRate或scheduleWithFixedDelay在ScheduledExecutor中定期的執(zhí)行任務(wù)。
scheduledExecService.scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit)scheduledExecService.scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit)這兩種方法的主要區(qū)別在于它們對(duì)連續(xù)執(zhí)行定期任務(wù)之間的延遲的應(yīng)答。
scheduleAtFixedRate：無論前一個(gè)任務(wù)何時(shí)結(jié)束，都以固定間隔執(zhí)行任務(wù)。
scheduleWithFixedDelay：只有在當(dāng)前任務(wù)完成后才會(huì)啟動(dòng)延遲倒計(jì)時(shí)。
3.對(duì)于Future對(duì)象的理解
可以使用executor返回的
java.util.concurrent.Future對(duì)象訪問提交給executor的任務(wù)的結(jié)果。Future可以被認(rèn)為是executor對(duì)調(diào)用者的響應(yīng)。
Future<String>result=executorService.submit(callableTask);如上所述，提交給executor的任務(wù)是異步的，即程序不會(huì)等待當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行完成，而是直接進(jìn)入下一步。相反，每當(dāng)任務(wù)執(zhí)行完成時(shí)，executor在此Future對(duì)象中設(shè)置它。
調(diào)用者可以繼續(xù)執(zhí)行主程序，當(dāng)需要提交任務(wù)的結(jié)果時(shí)，他可以在這個(gè)Future對(duì)象上調(diào)用.get()方法來獲取。如果任務(wù)完成，結(jié)果將立即返回給調(diào)用者，否則調(diào)用者將被阻塞，直到executor完成此操作的執(zhí)行并計(jì)算出結(jié)果。
如果調(diào)用者不能無限期地等待任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果，那么這個(gè)等待時(shí)間也可以設(shè)置為定時(shí)地。可以通過Future.get(long timeout，TimeUnit unit)方法實(shí)現(xiàn)，如果在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)沒有返回結(jié)果，則拋出TimeoutException。調(diào)用者可以處理此異常并繼續(xù)執(zhí)行該程序。
如果在執(zhí)行任務(wù)時(shí)出現(xiàn)異常，則對(duì)get方法的調(diào)用將拋出一個(gè)ExecutionException。
對(duì)于Future.get()方法返回的結(jié)果，一個(gè)重要的事情是，只有提交的任務(wù)實(shí)現(xiàn)了
java.util.concurrent.Callable接口時(shí)才返回Future。如果任務(wù)實(shí)現(xiàn)了Runnable接口，那么一旦任務(wù)完成，對(duì).get()方法的調(diào)用將返回null。
另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是Future.cancel(boolean mayInterruptIfRunning)方法。此方法用于取消已提交任務(wù)的執(zhí)行。如果任務(wù)已在執(zhí)行，則executor將嘗試在mayInterruptIfRunning標(biāo)志為true時(shí)中斷任務(wù)執(zhí)行。
4.Example:創(chuàng)建和執(zhí)行一個(gè)簡(jiǎn)單的Executor
我們現(xiàn)在將創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)并嘗試在fixed pool executor中執(zhí)行它：
public class Task implements Callable<String>{private String message;public Task(String message){this.message=message;}?Overridepublic String call()throws Exception{return"Hello"+message+"!";}}Task類實(shí)現(xiàn)Callable接口并有一個(gè)String類型作為返回值的方法。這個(gè)方法也可以拋出Exception。這種向executor拋出異常的能力以及executor將此異常返回給調(diào)用者的能力非常重要，因?yàn)樗兄谡{(diào)用者知道任務(wù)執(zhí)行的狀態(tài)。
現(xiàn)在讓我們來執(zhí)行一下這個(gè)任務(wù)：
public class ExecutorExample{public static void main(String[]args){Task task=new Task("World");ExecutorService executorService=Executors.newFixedThreadPool(4);Future<String>result=executorService.submit(task);try{System.out.println(result.get());}catch(InterruptedException|ExecutionException e){System.out.println("Error occured while executing the submitted task");e.printStackTrace();}executorService.shutdown();}}我們創(chuàng)建了一個(gè)具有4個(gè)線程數(shù)的FixedThreadPool executors，因?yàn)檫@個(gè)demo是在四核處理器上開發(fā)的。如果正在執(zhí)行的任務(wù)執(zhí)行大量I/O操作或花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間等待外部資源，則線程數(shù)可能超過處理器的核心數(shù)。
我們實(shí)例化了Task類，并將它提交給executors執(zhí)行。結(jié)果由Future對(duì)象返回，然后我們?cè)谄聊簧洗蛴 ?/p>
讓我們運(yùn)行ExecutorExample并查看其輸出：
Hello World!正如所料，任務(wù)追加了問候語Hello并通過Future object返回結(jié)果。
最后，我們調(diào)用executorService對(duì)象上的shutdown來終止所有線程并將資源返回給OS。
.shutdown()方法等待executor完成當(dāng)前提交的任務(wù)。但是，如果要求是立即關(guān)閉executor而不等待，那么我們可以使用.shutdownNow()方法。
任何待執(zhí)行的任務(wù)都將結(jié)果返回到j(luò)ava.util.List對(duì)象中。
我們也可以通過實(shí)現(xiàn)Runnable接口來創(chuàng)建同樣的任務(wù)：
public class Task implements Runnable{private String message;public Task(String message){this.message=message;}public void run(){System.out.println("Hello"+message+"!");}}當(dāng)我們實(shí)現(xiàn)Runnable時(shí)，這里有一些重要的變化。
無法從run()方法得到任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果。因此，我們直接在這里打印。
run()方法不可拋出任何已受檢的異常。
Java流行框架視頻教程
MyBatis：http://www.bjpowernode.com/javavideo/127.html
SpringMVC：http://www.bjpowernode.com/javavideo/126.html
Spring：http://www.bjpowernode.com/javavideo/125.html
以上就是長(zhǎng)沙牛耳教育java培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的小編針對(duì)“Java并發(fā)框架視頻之Executor”的內(nèi)容進(jìn)行的回答，希望對(duì)大家有所幫助，如有疑問，請(qǐng)?jiān)诰€咨詢，有專業(yè)老師隨時(shí)為你服務(wù)。
