Java并发之Executors简介
Java并发之Executors简介
1. Executor、ExecutorService和ScheduleExecutorService
Java并发框架提供了三个主要的Executor接口Executor、ExecutoService和ScheduleExecutorService。三个接口的继承关系如下图所示
- Executor一个支持启动线程任务的简单接口;
- ExecutorService，是Executor接口的子接口，增加了额外的特性例如管理线程任务和自身executor的生命周期;
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ScheduleExecutorService，是ExecutorService的子接口，从其名字可以看出，支持定时，周期性的运行线程任务;
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Executor接口提供一个execute方法，用于提供一个方法来启动运行线程任务
e.execute(r)，同new Thread(r).start()功能差不多，通常execute()方的的实现是利用一个存在的工作线程worker来运行一个Runnable或者将Runnable入队到一个队列来等待工作线程worker可用 -
ExecutorService接口在execute基础上提供了一个更万能的方法submit方法，此方法不仅可以接收Runnable还可以接收Callable对象，该对象可以返回一个任务运行后返回的值。submit方法返回一个Future对象，可以用于取到一个Callable对象和管理Callable和Runnable对象的状态。其中Callable和Future通常是配合在一起使用的。
- ScheduleExecutorService接口额外的增加一个schedule方法，接收Runnable和Callable对象并同时给定时的时间；scheduleAtFixedRate 和 scheduleWithFixedDelay以一定的频率重复的执行某个Runable.
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2. 几种线程池ThreadPollExecutor、ScheduleThreadPollExecutor和ForkJoinPool
Executor的实现主要是采用线程池来实现的，使用线程池可以显著的减少线程创建的次数，从而减少线程创建带来的额外的开销。Java包提供了几种线程池方式实现的Executor，例如ThreadPollExecutor、ScheduleThreadPollExecutor和ForkJoinPool。这三种都是用途不同的Executor，但是都采用线程池的方式来实现的。
由于直接使用比较困难繁琐，JDK提供了一个工厂类Executors，包含几个重要的创建不同用途的、可配置线程池的静态方法，如下图所示：
3. 生产者-消费者模型
生产者消费者模型在日常的编程中使用得比较多，主要适用于一个模块产生数据，另一个模块消费数据的情况。例如，常见的流水线(pipline)作业（考虑web服务器，有专门接受请求的线程，可以视为生产者；有专门的请求处理的线程，可以视为消费者；这样的模型类似工厂的流水线作业）。作为实际编程中，生产-消费模型还有一个必要的要素，就是缓冲区。缓冲区主要有两个主要的用途：第一是解耦；第二是匹配生产者和消费者的速率（只要是缓冲区，这个作用都是最基本的）。
生产-消费者模型的示意图如下所示：
缓存区通常采用队列这一数据结构，只要队列不满，生产者就不停的将数据插入队列；只要队列不空，消费者就不停的从队列提取数据；如果队列满或空，生产者、消费者就相应的睡眠，等待被唤醒。这里就涉及到生产者-消费者同步问题。由于生产者、消费者是不同的线程（或者进程），因此在进行存取缓存区的时候会存在同步互斥、并发访问的问题。因此Java在并发包中引入了BlockingQueue等并发访问的类。
在Android开发中的开源轮子Picasso（一个图片解析缓存库）中，就采用的生产者-消费者模型，对图片的请求由单独的分发线程（dispatcher）插入缓冲队列中，然后有专门的图片解析线程池（hunter）（消费者）去处理（消费）这个请求，最后将解析完成的图片完成交与UI显示。
生产者-消费者队列模型应用有大有小；大到分布式系统的采用消息队列进行同步，小到具体系统的某一个任务处理模块。模型思想很朴素，但是应用及其变体却很丰富，自己在设计的时候还需慢慢品味。
