Java并发编程，Executor 框架介绍

Wesley13
• 阅读 488

前面详细通过源码解释了ThreadPoolExecutor类的运行原理，本篇文章来说一下Executor的框架组成。

Java的线程既是工作单元也是执行单元，从JDK5开始，把工作单元与执行机制分离开来，工作单元包括Runnable和Callable,而执行机制由Executor框架提供。Executor作为一个灵活且强大的异步执行框架，其支持多种不同类型的任务执行策略，提供了一种标准的方法将任务的提交过程和执行过程进行了解耦开发，基于生产者和消费者模型，还提供了对生命周期的支持，以及统计信息收集，应用程序管理机制和性能检测等机制。

Executor框架的结构

Executor框架主要由3大部分组成如下：

  • 任务 ：执行任务需要实现的接口：Runnable | Callable 接口
  • 任务的执行： 任何执行机制的核心接口是Executor，以及继承了Executor接口的ExecutorService接口，主要的执行者是实现了Executor接口的两个实现类 ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor.
  • 异步计算的结果： 包括接口Future和实现Future接口的FutureTask类。

Executor框架包含的主要类和接口，如下图：

Java并发编程，Executor 框架介绍

Executor执行流程如下：

Java并发编程，Executor 框架介绍

首先主线程创建任务，任务需要实现Runnable或者Callable接口，然后执行execute()方法或者submit方法，提交到线程池中。 如果任务实现的是Runnable接口，线程池运行完任务后就结束了，如果任务实现的Callable接口，则需要将任务执行的接口返回，主线程通过get()或者cancle()方法获取任务的返回值，或者取消执行任务。

上面梳理类Executor框架的主要类和接口，下面对主要的类和接口做一个解释：

  • Executor：它是一个接口，也是整个Executor框架的基础，只定义了一个方法execute() ,接受Runnable类型的参数。 作用是将任务的提交和任务的执行分离了出来。
  • ThreadPoolExector ：是线程池的核心用来执行提交的任务。
  • ScheduledThreadPoolExector：继承了ThreadPoolExector类，实现了ScheduledExecutorService接口，可以执行定时任务，在给定的延迟后运行命令，或者周期性运行命令。
  • FutureTask：代表异步运算执行的结果
  • Runnable和Callable接口的实现类，代表需要执行的任务

Executor框架的主要成员

ThreadPoolExecutor , ScheduledThreadPoolExecutor,Future接口，Runnable接口，Callable接口和Executors是Executor框架的主要成员，下面进行具体的分析：

ThreadPoolExector 通常使用工厂类Executors类创建，可以创建如下3中类型：

  • SingleThreadPoolExector：创建使用单线程数量的线程池，适用于保证顺序地执行各个任务，并且在任意时间点，不会有多个活动的应用场景
  • FixedThreadPoolExecutor：创建固定线程数量的线程池，适用于满足资源管理的需求，而需要限制当前线程数量的应用场景，它适用于负载比较重的服务器。
  • CachedThreadPoolExecutor：根据需要创建新线程的线程池，大小无界的线程池，适用于执行很多短期异步任务的小程序，或者负载比较轻的服务器。

ScheduledThreadPoolExecutor

  • ScheduledThreadPoolExecutor：包含若干个线程。需要多个后台线程执行周期任务，同时为了满足资源管理的需求而需要限制后台线程的数量的应用场景。
  • SingleThreadScheduledExecutor：只包含一个线程。需要单个后台线程周期性的执行任务，同时需要保证顺序的执行各个人物的应用场景。

Future接口

  • 实现Future接口和实现Future接口的FutureTask类用来表示异步计算的结果。

Runnable和Callable接口

  • 实现两个接口的实现类，都可以被线程池执行。Runnable和Callable两个接口的区别是前者不会返回结果后者会返回结果。

Java通过Executors提供四种线程池，分别为：

  • newCachedThreadPool 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
  • newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
  • newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
  • newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

(1) newCachedThreadPool
创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。示例代码如下：

import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();  
  for (int i = 0; i < 10; i++) {  
   final int index = i;  
   try {  
    Thread.sleep(index * 1000);  
   } catch (InterruptedException e) {  
    e.printStackTrace();  
   }  
   cachedThreadPool.execute(new Runnable() {  
    public void run() {  
     System.out.println(index);  
    }  
   });  
  }  
 }  
}

线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。

(2) newFixedThreadPool（项目用过）
创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。示例代码如下：

import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);  
  for (int i = 0; i < 10; i++) {  
   final int index = i;  
   fixedThreadPool.execute(new Runnable() {  
    public void run() {  
     try {  
      System.out.println(index);  
      Thread.sleep(2000);  
     } catch (InterruptedException e) {  
      e.printStackTrace();  
     }  
    }  
   });  
  }  
 }  
}

因为线程池大小为3，每个任务输出index后sleep 2秒，所以每两秒打印3个数字。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()

(3)  newScheduledThreadPool
创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下：

import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);  
  scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {  
   public void run() {  
    System.out.println("delay 3 seconds");  
   }  
  }, 3, TimeUnit.SECONDS);  
 }  
}

表示延迟3秒执行。

定期执行示例代码如下：

import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);  
  scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {  
   public void run() {  
    System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");  
   }  
  }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);  
 }  
}

表示延迟1秒后每3秒执行一次。

(4) newSingleThreadExecutor
创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。示例代码如下：

import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();  
  for (int i = 0; i < 10; i++) {  
   final int index = i;  
   singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {  
    public void run() {  
     try {  
      System.out.println(index);  
      Thread.sleep(2000);  
     } catch (InterruptedException e) {  
      e.printStackTrace();  
     }  
    }  
   });  
  }  
 }  
}

结果依次输出，相当于顺序执行各个任务。

你可以使用JDK自带的监控工具来监控我们创建的线程数量，运行一个不终止的线程，创建指定量的线程，来观察：

工具目录：C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_06\bin\jconsole.exe
运行程序做稍微修改：

import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newCachedThreadPool();  
  for (int i = 0; i < 100; i++) {  
   final int index = i;  
   singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {  
    public void run() {  
     try {  
      while(true) {  
       System.out.println(index);  
       Thread.sleep(10 * 1000);  
      }  
     } catch (InterruptedException e) {  
      e.printStackTrace();  
     }  
    }  
   });  
   try {  
    Thread.sleep(500);  
   } catch (InterruptedException e) {  
    e.printStackTrace();  
   }  
  }  
 }  
}

效果如下：

Java并发编程，Executor 框架介绍

选择我们运行的程序：

Java并发编程，Executor 框架介绍

监控运行状态

参考：
书籍：《JAVA并发编程艺术》

线程池executorJavaJava
点赞
收藏
评论区
推荐文章
blmius blmius
•
2年前
MySQL:[Err] 1292 - Incorrect datetime value: ‘0000-00-00 00:00:00‘ for column ‘CREATE_TIME‘ at row 1
文章目录问题用navicat导入数据时，报错：原因这是因为当前的MySQL不支持datetime为0的情况。解决修改sql\mode:sql\mode:SQLMode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等，这样可以更容易地在不同的环境中使用MySQL。全局s
3552
0
0
Wesley13 Wesley13
•
2年前
Java的Executor框架和线程池实现原理， callable， Future， Runnable
Java的Executor框架和线程池实现原理，callable，Future，Runnablehttps://blog.csdn.net/tuke\_tuke/article/details/51353925一，Java的Executor框架!(https://oscimg.oschina.net/oscnet/9b211e4c23b
493
0
0
Wesley13 Wesley13
•
2年前
Java 并发编程：任务执行器 Executor 接口
任务执行器（Executor）是一个接口，位于java.util.concurrent包下，它的作用主要是为我们提供任务与执行机制（包括线程使用和调度细节）之间的解耦。比如我们定义了一个任务，我们是通过线程池来执行该任务，还是直接创线程来执行该任务呢？通过Executor就能为任务提供不同的执行机制。执行器的实现方式各种各样，常见的包括同步执行器、一对一执行
663
0
0
Stella981 Stella981
•
2年前
KVM调整cpu和内存
一.修改kvm虚拟机的配置1、virsheditcentos7找到“memory”和“vcpu”标签，将<namecentos7</name<uuid2220a6d1a36a4fbb8523e078b3dfe795</uuid
1067
0
0
Stella981 Stella981
•
2年前
Executor框架
任务是一组逻辑工作单元，而线程则是使任务异步执行的机制。线程池简化了线程的管理工作，并且java.util.concurrent提供了一种灵活的线程池实现作为Executor框架的一部分。在Java类库中，任务执行的主要抽象不是Thread，而是Executor，如下所示：publicinterfaceExecutor{void
603
0
0
Easter79 Easter79
•
2年前
Twitter的分布式自增ID算法snowflake (Java版)
概述分布式系统中，有一些需要使用全局唯一ID的场景，这种时候为了防止ID冲突可以使用36位的UUID，但是UUID有一些缺点，首先他相对比较长，另外UUID一般是无序的。有些时候我们希望能使用一种简单一些的ID，并且希望ID能够按照时间有序生成。而twitter的snowflake解决了这种需求，最初Twitter把存储系统从MySQL迁移
893
0
0
Wesley13 Wesley13
•
2年前
00：Java简单了解
浅谈Java之概述Java是SUN(StanfordUniversityNetwork)，斯坦福大学网络公司)1995年推出的一门高级编程语言。Java是一种面向Internet的编程语言。随着Java技术在web方面的不断成熟，已经成为Web应用程序的首选开发语言。Java是简单易学，完全面向对象，安全可靠，与平台无关的编程语言。
937
0
0
Wesley13 Wesley13
•
2年前
MySQL部分从库上面因为大量的临时表tmp_table造成慢查询
背景描述Time:20190124T00:08:14.70572408:00User@Host:@Id:Schema:sentrymetaLast_errno:0Killed:0Query_time:0.315758Lock_
1148
0
0
Python进阶者 Python进阶者
•
4个月前
Excel中这日期老是出来00：00：00，怎么用Pandas把这个去除
大家好，我是皮皮。一、前言前几天在Python白银交流群【上海新年人】问了一个Pandas数据筛选的问题。问题如下：这日期老是出来00：00：00，怎么把这个去除。二、实现过程后来【论草莓如何成为冻干莓】给了一个思路和代码如下：pd.toexcel之前把这
160
0
0
Wesley13
Wesley13
Lv1
最大的安心是自律温柔和爱自己。
文章
1.2w
粉丝
19
获赞
1.7k
热门文章
JavPlayer：AI破坏马赛克，大量马赛克破坏版影片流出
8个在线接收手机短信验证码的免费网络服务整理
IDM 激活破解工具
2020年最新可用的磁力搜索引擎&种子搜索网站，持续整理分享
java.net.ConnectException：Connection timed out：connect 出现连接超时的问题？