Java Executor 框架的实例详解
java executor 框架的实例详解
大多数并发都是通过任务执行的方式来实现的。
一般有两种方式执行任务:串行和并行。
class singlethreadwebserver { public static void main(string[] args) throws exception { serversocket socket = new serversocket(80); while(true) { socket conn = socket.accept(); handlerequest(conn); } } } class threadpertaskwebserver { public static void main(string[] args) throws exception { serversocket socket = new serversocket(80); while(true) { final socket conn = socket.accept(); runnable task = new runnable() { public void run() { handlerequest(conn); } }; new thread(task).start(); } } }
当然上面的这两种方式都是有问题的。单线程的问题就是并发量会是瓶颈,多线程版本就是无限制的创建线程会导致资源不足问题。
executor 框架
任务是一组逻辑工作单元,而线程是使任务异步执行的机制。
jdk 提供了 executor 接口:
public interface executor { void execute(runnable command); }
虽然 executor 接口比较简单,但是却是异步任务执行框架的基础,该框架能支持多种不同类型的任务执行策略。它提供了一种标准的方式把任务的提交过程与执行过程进行了解耦。用 runnable 来代表任务。executor 的实现提供了对生命周期的支持以及统计信息应用程序管理等机制。
executor 是基于生产者消费者模式的,提交任务的操作相当于生产者,执行任务的线程相当于消费。
基于 executor 的 webserver 例子如下:
public class taskexecutorwebserver { private static final int nthreads = 100; private static final executor exec = executors.newfixedthreadpool(nthreads); public static void main(string[] args) throws exception { serversocket serversocket = new serversocket(80); while (true) { final socket conn = serversocket.accept(); runnable task = new runnable() { @override public void run() { handlerequest(conn); } }; exec.execute(task); } } }
另外可以自己实现 executor 来控制是并发还是并行的,如下面代码:
/** * 执行已提交的 runnable 任务的对象。 * 此接口提供一种将任务提交与每个任务将如何运行的机制(包括线程使用的细节、调度等)分离开来的方法。 * 通常使用 executor 而不是显式地创建线程。 * * * @author renchunxiao * */ public class executordemo { public static void main(string[] args) { executor executor = new threadexecutor(); executor.execute(new runnable() { @override public void run() { // do something } }); executor executor2 = new serialexecutor(); executor2.execute(new runnable() { @override public void run() { // do something } }); } } /** * 创建一个线程来执行 command * * @author renchunxiao * */ class threadexecutor implements executor { @override public void execute(runnable command) { new thread(command).start(); } } /** * 串行执行 command * * @author renchunxiao * */ class serialexecutor implements executor { @override public void execute(runnable command) { command.run(); } }
线程池
线程池就是线程的资源池,可以通过 executors 中的静态工厂方法来创建线程池。
- newfixedthreadpool。创建固定长度的线程池,每次提交任务创建一个线程,直到达到线程池的最大数量,线程池的大小不再变化。
- newsinglethreadexecutor。单个线程池。
- newcachedthreadpool。根据任务规模变动的线程池。
- newscheduledthreadpool。创建固定长度的线程池,以延迟或定时的方式来执行任务。
jvm 只有在所有非守护线程全部终止后才会退出,所以,如果无法正确的关闭 executor,那么 jvm 就无法结束。
为了解决执行服务的生命周期问题,有个扩展 executor 接口的新接口 executorservice。
public interface executorservice extends executor { void shutdown(); list<runnable> shutdownnow(); boolean isshutdown(); boolean isterminated(); boolean awaittermination(long timeout, timeunit unit) throws interruptedexception; <t> future<t> submit(callable<t> task); <t> future<t> submit(runnable task, t result); future<?> submit(runnable task); <t> list<future<t>> invokeall(collection<? extends callable<t>> tasks) throws interruptedexception; <t> list<future<t>> invokeall(collection<? extends callable<t>> tasks, long timeout, timeunit unit) throws interruptedexception; <t> t invokeany(collection<? extends callable<t>> tasks) throws interruptedexception, executionexception; <t> t invokeany(collection<? extends callable<t>> tasks, long timeout, timeunit unit) throws interruptedexception, executionexception, timeoutexception; }
executorservice 生命周期有三种状态:运行、关闭、已终止。executorservice 在初始创建时处于运行状态。shutdown 方法会平缓关闭:不在接受新的任务,并且等待已经执行的任务执行完成(包括那些还未开始的任务)。shutdownnow 方法将粗暴关闭:它将尝试取消所有运行中的任务,并且不再启动队列中尚未开始的任务。所有任务都执行完成后进入到已终止状态。
callable 和 future
executor 框架使用 runnable 作为基本的任务表示形式。runnable 是一种有局限性的抽象,它的 run 方法不能返回值和抛出一个受检查异常。
许多任务实际上是存在延时的计算,例如数据库查询,从网络获取资源。对于这些任务,callable 是更好的抽象,它认为 call 将返回一个值,并且可能抛出异常。
executor 执行的任务有四个生命周期阶段:创建、提交、开始和完成。由于有些任务需要很长时间有可能希望取消,在 executor 框架当中,已提交未开始的任务可以取消。
future 表示一个任务的生命周期,并且提供了相应的方法来判断是否已经完成或取消,以及获取任务的结果和取消任务等。
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