Executor框架(转)

摘要:

       Executor作为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解耦开发,基于生产者-消费者模式,其提交任务的线程相当于生产者,执行任务的线程相当于消费者,并用Runnable来表示任务,Executor的实现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监视等机制。
 
一、Exexctor简介
 Executor的UML图:(常用的几个接口和子类)
                          

 

 Executor:一个接口,其定义了一个接收Runnable对象的方法executor,其方法签名为executor(Runnable command),

 
ExecutorService:是一个比Executor使用更广泛的子类接口,其提供了生命周期管理的方法,以及可跟踪一个或多个异步任务执行状况返回Future的方法
 
AbstractExecutorService:ExecutorService执行方法的默认实现
 
ScheduledExecutorService:一个可定时调度任务的接口
 
ScheduledThreadPoolExecutor:ScheduledExecutorService的实现,一个可定时调度任务的线程池
 
ThreadPoolExecutor:线程池,可以通过调用Executors以下静态工厂方法来创建线程池并返回一个ExecutorService对象:
 

二、Executor框架的两级调度模型

  在HotSpot VM的线程模型中,JAVA线程被一对一映射为本地操作系统线程。JAVA线程启动时会启动一个本地操作系统线程:当该JAVA线程终止时,这个操作系统线程也会被回收。操作系统会调度所有线程并将它们分配给可用的CPU。
 
 两级调度模型的示意图:
                  

 

  从图中可以看出,该框架用来控制应用程序的上层调度(下层调度由操作系统内核控制,不受应用程序的控制)。

 

三、Executor框架的结构

 Executor主要由三部分组成:任务产生部分,任务处理部分,结果获取部分。(设计模式:生产者与消费者模式)

先来看个图:

                  

 

1.任务的产生:Runnable接口和Callable接口

  这2个对象属于任务对象。工具类Executors可以把一个Runnable对象封装为Callable对象。当我们拥有任务对象之后,就可以将其交给ExecutorService(Executor的一个实现接口)了,这样转入第二部分–任务处理部分。
 

2.任务的处理:Executor接口—>ExecutorService接口 

  任务的处理主要是将任务丢到线程池中,由线程池提供线程将任务“消费掉”。

  线程池有2类:ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor。2种线程池类均可以通过工厂类Executors来创建。  

 ⑴:ThreadPoolExecutor类

  工厂类可以创建3种类型的ThreadPoolExecutor类:

    ①:FixedThreadPool:拥有固定数量线程的线程池,限制了线程的数目,适用于负载比较重的服务器。

    ②:SingleThreadPool:单个线程的线程池,适用于需要保证顺序的执行各个任务;任意时间点,不会有多个线程活动。

    ③:CachedThreadPool:大小无界的线程池,适用于执行很多的短期异步任务的小程序,或者是负载较轻的服务器。

 ⑵:ScheduleThreadPoolExecutor类
  工厂类可以创建2种类型的SchedulePoolExecutor类:

    ①:ScheduleThreadPoolExecutor:包含若干线程。

    ②:SingleThreadScheduleExecutor:单个线程。

3.任务结果的获取:Future接口

  Future接口有个实现类FutureTask,迄今为止API中返回的都是FutureTask对象,未来的JDK实现中,可能有Future对象。
 

四、Executors类

 Executors类,提供了一系列工厂方法用于创建线程池,返回的线程池都实现了ExecutorService接口。
                 

 

 例子:newCachedThreadPool

/**
 * 运行结果:可以看出缓存线程池大小是不定值,可以需要创建不同数量的线程,
 * 在使用缓存型池时,先查看池中有没有以前创建的线程,如果有,就复用.如果没有,就新建新的线程加入池中,
 * 缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务
 *
 */
public class newCachedThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        //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
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            Runnable syncRunnable = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                }
            };
            executorService.execute(syncRunnable);
        }
    }
}

console输出结果:

             

 

例子:newFixedThreadPool

/**
 * 运行结果:总共只会创建5个线程, 开始执行五个线程,
 * 当五个线程都处于活动状态,再次提交的任务都会加入队列等到其他线程运行结束,当线程处于空闲状态时会被下一个任务复用
 *
 */
public class newFixedThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        //Executors工厂类创建一个可重用固定线程数的线程池,以共享的无界队列方式来运行这些线程
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for(int i = 0; i < 20; i++) {
            Runnable synRunnable = new Runnable() {
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                }
            };
            executorService.execute(synRunnable);
        }
    }
}

console输出结果:

          

 

例子:newScheduledThreadPool

public class newScheduledThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行
        ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            final int count = i;
            Runnable syncRunnable = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ----- " + count);
                }
            };
            //表示从提交任务开始计时,5000毫秒后执行
            //运行结果和newFixedThreadPool类似,不同的是newScheduledThreadPool是延时一定时间之后才执行
            executorService.schedule(syncRunnable, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
        }
    }
}

console输出结果:

               

 

例子:newSingleThreadExecutor

public class newSingleThreadExecutorTest {
    public static void main(String[] args) {
        //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
        //运行结果:只会创建一个线程,当上一个执行完之后才会执行第二个
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            Runnable syncRunnable = new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                }
            };
            executorService.execute(syncRunnable);
        }
    }
}

console输出结果:

             

 

结合Future接口来做一个实测

public class FutureDemo {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(3);

        // CompletionService接口内部维护一个结果队列:一堆future....
        CompletionService<Integer> cs = new ExecutorCompletionService<>(pool);

        for (int i = 1; i < 11; i++) {
            final int flag = i * 10;
            cs.submit(new Callable<Integer>() {

                @Override
                public Integer call() throws Exception {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                    Thread.sleep(1000);
                    return flag;
                }
            });
        }

        for (int i = 0; i < 11; i++) {
            try {
                System.out.println(cs.take().get());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        pool.shutdown();
    }
}

console输出结果:

              

 

 

附录一张图来介绍Executor框架

 

 

资料出处:https://blog.csdn.net/qq_16811963/article/details/52161713

     https://blog.csdn.net/qq_35794278/article/details/81481483

 
 
posted @ 2019-08-30 17:19  myseries  阅读(651)  评论(0编辑  收藏  举报