Java Executor 框架的实例详解
JavaExecutor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。
classSingleThreadWebServer{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ ServerSocketsocket=newServerSocket(80); while(true){ Socketconn=socket.accept(); handleRequest(conn); } } } classThreadPerTaskWebServer{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ ServerSocketsocket=newServerSocket(80); while(true){ finalSocketconn=socket.accept(); Runnabletask=newRunnable(){ publicvoidrun(){ handleRequest(conn); } }; newThread(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:
publicinterfaceExecutor{ voidexecute(Runnablecommand); }
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:
publicclassTaskExecutorWebServer{ privatestaticfinalintNTHREADS=100; privatestaticfinalExecutorexec=Executors.newFixedThreadPool(NTHREADS); publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ ServerSocketserverSocket=newServerSocket(80); while(true){ finalSocketconn=serverSocket.accept(); Runnabletask=newRunnable(){ @Override publicvoidrun(){ 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。 * * *@authorrenchunxiao * */ publicclassExecutorDemo{ publicstaticvoidmain(String[]args){ Executorexecutor=newThreadExecutor(); executor.execute(newRunnable(){ @Override publicvoidrun(){ //dosomething } }); Executorexecutor2=newSerialExecutor(); executor2.execute(newRunnable(){ @Override publicvoidrun(){ //dosomething } }); } } /** *创建一个线程来执行command * *@authorrenchunxiao * */ classThreadExecutorimplementsExecutor{ @Override publicvoidexecute(Runnablecommand){ newThread(command).start(); } } /** *串行执行command * *@authorrenchunxiao * */ classSerialExecutorimplementsExecutor{ @Override publicvoidexecute(Runnablecommand){ 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。
publicinterfaceExecutorServiceextendsExecutor{ voidshutdown(); ListshutdownNow(); booleanisShutdown(); booleanisTerminated(); booleanawaitTermination(longtimeout,TimeUnitunit) throwsInterruptedException; Future submit(Callable task); Future submit(Runnabletask,Tresult); Future>submit(Runnabletask); List >invokeAll(Collection>tasks) throwsInterruptedException; List >invokeAll(Collection>tasks, longtimeout,TimeUnitunit) throwsInterruptedException; TinvokeAny(Collection>tasks) throwsInterruptedException,ExecutionException; TinvokeAny(Collection>tasks, longtimeout,TimeUnitunit) throwsInterruptedException,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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