JavaExecutor框架的實例詳解
Java Executor 框架的實例詳解
創(chuàng)新互聯(lián)成立與2013年，公司以成都網(wǎng)站設(shè)計、成都網(wǎng)站制作、外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè)、系統(tǒng)開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)推廣、文化傳媒、企業(yè)宣傳、平面廣告設(shè)計等為主要業(yè)務(wù)，適用行業(yè)近百種。服務(wù)企業(yè)客戶上千多家，涉及國內(nèi)多個省份客戶。擁有多年網(wǎng)站建設(shè)開發(fā)經(jīng)驗。為企業(yè)提供專業(yè)的網(wǎng)站建設(shè)、創(chuàng)意設(shè)計、宣傳推廣等服務(wù)。 通過專業(yè)的設(shè)計、獨特的風(fēng)格，為不同客戶提供各種風(fēng)格的特色服務(wù)。
大多數(shù)并發(fā)都是通過任務(wù)執(zhí)行的方式來實現(xiàn)的。
一般有兩種方式執(zhí)行任務(wù)：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();
}
}
}
當(dāng)然上面的這兩種方式都是有問題的。單線程的問題就是并發(fā)量會是瓶頸，多線程版本就是無限制的創(chuàng)建線程會導(dǎo)致資源不足問題。
Executor 框架
任務(wù)是一組邏輯工作單元，而線程是使任務(wù)異步執(zhí)行的機制。
JDK 提供了 Executor 接口：
public interface Executor {
void execute(Runnable command);
}
雖然 Executor 接口比較簡單，但是卻是異步任務(wù)執(zhí)行框架的基礎(chǔ)，該框架能支持多種不同類型的任務(wù)執(zhí)行策略。它提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的方式把任務(wù)的提交過程與執(zhí)行過程進行了解耦。用 Runnable 來代表任務(wù)。Executor 的實現(xiàn)提供了對生命周期的支持以及統(tǒng)計信息應(yīng)用程序管理等機制。
Executor 是基于生產(chǎn)者消費者模式的，提交任務(wù)的操作相當(dāng)于生產(chǎn)者，執(zhí)行任務(wù)的線程相當(dāng)于消費。
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);
}
}
}
另外可以自己實現(xiàn) Executor 來控制是并發(fā)還是并行的，如下面代碼：
/**
* 執(zhí)行已提交的 Runnable 任務(wù)的對象。
* 此接口提供一種將任務(wù)提交與每個任務(wù)將如何運行的機制（包括線程使用的細(xì)節(jié)、調(diào)度等）分離開來的方法。
* 通常使用 Executor 而不是顯式地創(chuàng)建線程。
*
*
* @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
}
});
}
}
/**
* 創(chuàng)建一個線程來執(zhí)行 command
*
* @author renchunxiao
*
*/
class ThreadExecutor implements Executor {
@Override
public void execute(Runnable command) {
new Thread(command).start();
}
}
/**
* 串行執(zhí)行 command
*
* @author renchunxiao
*
*/
class SerialExecutor implements Executor {
@Override
public void execute(Runnable command) {
command.run();
}
}
線程池
線程池就是線程的資源池，可以通過 Executors 中的靜態(tài)工廠方法來創(chuàng)建線程池。
- newFixedThreadPool。創(chuàng)建固定長度的線程池，每次提交任務(wù)創(chuàng)建一個線程，直到達(dá)到線程池的最大數(shù)量，線程池的大小不再變化。
- newSingleThreadExecutor。單個線程池。
- newCachedThreadPool。根據(jù)任務(wù)規(guī)模變動的線程池。
- newScheduledThreadPool。創(chuàng)建固定長度的線程池，以延遲或定時的方式來執(zhí)行任務(wù)。
JVM 只有在所有非守護線程全部終止后才會退出，所以，如果無法正確的關(guān)閉 Executor，那么 JVM 就無法結(jié)束。
為了解決執(zhí)行服務(wù)的生命周期問題，有個擴展 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 生命周期有三種狀態(tài)：運行、關(guān)閉、已終止。ExecutorService 在初始創(chuàng)建時處于運行狀態(tài)。shutdown 方法會平緩關(guān)閉：不在接受新的任務(wù)，并且等待已經(jīng)執(zhí)行的任務(wù)執(zhí)行完成(包括那些還未開始的任務(wù))。shutdownNow 方法將粗暴關(guān)閉：它將嘗試取消所有運行中的任務(wù)，并且不再啟動隊列中尚未開始的任務(wù)。所有任務(wù)都執(zhí)行完成后進入到已終止?fàn)顟B(tài)。
Callable 和 Future
Executor 框架使用 Runnable 作為基本的任務(wù)表示形式。Runnable 是一種有局限性的抽象，它的 run 方法不能返回值和拋出一個受檢查異常。
許多任務(wù)實際上是存在延時的計算，例如數(shù)據(jù)庫查詢，從網(wǎng)絡(luò)獲取資源。對于這些任務(wù)，Callable 是更好的抽象，它認(rèn)為 call 將返回一個值，并且可能拋出異常。
Executor 執(zhí)行的任務(wù)有四個生命周期階段:創(chuàng)建、提交、開始和完成。由于有些任務(wù)需要很長時間有可能希望取消，在 Executor 框架當(dāng)中，已提交未開始的任務(wù)可以取消。
Future 表示一個任務(wù)的生命周期，并且提供了相應(yīng)的方法來判斷是否已經(jīng)完成或取消，以及獲取任務(wù)的結(jié)果和取消任務(wù)等。
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