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。

如有疑问请留言或者到本站社区交流讨论，感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！