摘要:注意線程與本地操作系統(tǒng)的線程是一一映射的。固定線程數(shù)的線程池提供了兩種創(chuàng)建具有固定線程數(shù)的的方法,固定線程池在初始化時(shí)確定其中的線程總數(shù),運(yùn)行過(guò)程中會(huì)始終維持線程數(shù)量不變。
本文首發(fā)于一世流云專(zhuān)欄:https://segmentfault.com/blog...一、executors框架簡(jiǎn)介
juc-executors框架是整個(gè)J.U.C包中類(lèi)/接口關(guān)系最復(fù)雜的框架,真正理解executors框架的前提是理清楚各個(gè)模塊之間的關(guān)系,高屋建瓴,從整體到局部才能透徹理解其中各個(gè)模塊的功能和背后的設(shè)計(jì)思路。
網(wǎng)上有太多文章講executors框架,要么泛泛而談,要么一葉障目不見(jiàn)泰山,缺乏整體視角,很多根本沒(méi)有理解整個(gè)框架的設(shè)計(jì)思想和模塊關(guān)系。本文將對(duì)整個(gè)executors框架做綜述,介紹各個(gè)模塊的功能和聯(lián)系,后續(xù)再深入探討每個(gè)模塊,包括模塊中的各個(gè)工具類(lèi)。
從Executor談起Executor是JDK1.5時(shí),隨著J.U.C引入的一個(gè)接口,引入該接口的主要目的是解耦任務(wù)本身和任務(wù)的執(zhí)行。我們之前通過(guò)線程執(zhí)行一個(gè)任務(wù)時(shí),往往需要先創(chuàng)建一個(gè)線程,然后調(diào)用線程的start方法來(lái)執(zhí)行任務(wù):
new Thread(new(RunnableTask())).start();
上述RunnableTask是實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的任務(wù)類(lèi)
而Executor接口解耦了任務(wù)和任務(wù)的執(zhí)行,該接口只有一個(gè)方法,入?yún)榇龍?zhí)行的任務(wù):
public interface Executor { /** * 執(zhí)行給定的Runnable任務(wù). * 根據(jù)Executor的實(shí)現(xiàn)不同, 具體執(zhí)行方式也不相同. * * @param command the runnable task * @throws RejectedExecutionException if this task cannot be accepted for execution * @throws NullPointerException if command is null */ void execute(Runnable command); }
我們可以像下面這樣執(zhí)行任務(wù),而不必關(guān)心線程的創(chuàng)建:
Executor executor = someExecutor; // 創(chuàng)建具體的Executor對(duì)象 executor.execute(new RunnableTask1()); executor.execute(new RunnableTask2()); ...
由于Executor僅僅是一個(gè)接口,所以根據(jù)其實(shí)現(xiàn)的不同,執(zhí)行任務(wù)的具體方式也不盡相同,比如:
①同步執(zhí)行任務(wù)
class DirectExecutor implements Executor { public void execute(Runnable r) { r.run(); } }
DirectExecutor是一個(gè)同步任務(wù)執(zhí)行器,對(duì)于傳入的任務(wù),只有執(zhí)行完成后execute才會(huì)返回。
②異步執(zhí)行任務(wù)
class ThreadPerTaskExecutor implements Executor { public void execute(Runnable r) { new Thread(r).start(); } }
ThreadPerTaskExecutor是一個(gè)異步任務(wù)執(zhí)行器,對(duì)于每個(gè)任務(wù),執(zhí)行器都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的線程去執(zhí)行任務(wù)。
注意:Java線程與本地操作系統(tǒng)的線程是一一映射的。Java線程啟動(dòng)時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)本地操作系統(tǒng)線程;當(dāng)該Java線程終止時(shí),對(duì)應(yīng)操作系統(tǒng)線程會(huì)被回收。由于CPU資源是有限的,所以線程數(shù)量有上限,所以一般由線程池來(lái)管理線程的創(chuàng)建/回收,而上面這種方式其實(shí)是線程池的雛形。
③對(duì)任務(wù)進(jìn)行排隊(duì)執(zhí)行
class SerialExecutor implements Executor { final Queuetasks = new ArrayDeque (); final Executor executor; Runnable active; SerialExecutor(Executor executor) { this.executor = executor; } public synchronized void execute(final Runnable r) { tasks.offer(new Runnable() { public void run() { try { r.run(); } finally { scheduleNext(); } } }); if (active == null) { scheduleNext(); } } protected synchronized void scheduleNext() { if ((active = tasks.poll()) != null) { executor.execute(active); } } }
SerialExecutor 會(huì)對(duì)傳入的任務(wù)進(jìn)行排隊(duì)(FIFO順序),然后從隊(duì)首取出一個(gè)任務(wù)執(zhí)行。
以上這些示例僅僅是給出了一些可能的Executor實(shí)現(xiàn),J.U.C包中提供了很多Executor的具體實(shí)現(xiàn)類(lèi),我們以后會(huì)具體講到,這里關(guān)鍵是理解Executor的設(shè)計(jì)思想——對(duì)任務(wù)和任務(wù)的執(zhí)行解耦。
增強(qiáng)的Executor——ExecutorServiceExecutor接口提供的功能很簡(jiǎn)單,為了對(duì)它進(jìn)行增強(qiáng),J.U.C又提供了一個(gè)名為ExecutorService接口,ExecutorService也是在JDK1.5時(shí),隨著J.U.C引入的:
可以看到,ExecutorService繼承了Executor,它在Executor的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了對(duì)任務(wù)的控制,同時(shí)包括對(duì)自身生命周期的管理,主要有四類(lèi):
關(guān)閉執(zhí)行器,禁止任務(wù)的提交;
監(jiān)視執(zhí)行器的狀態(tài);
提供對(duì)異步任務(wù)的支持;
提供對(duì)批處理任務(wù)的支持。
public interface ExecutorService extends Executor { /** * 關(guān)閉執(zhí)行器, 主要有以下特點(diǎn): * 1. 已經(jīng)提交給該執(zhí)行器的任務(wù)將會(huì)繼續(xù)執(zhí)行, 但是不再接受新任務(wù)的提交; * 2. 如果執(zhí)行器已經(jīng)關(guān)閉了, 則再次調(diào)用沒(méi)有副作用. */ void shutdown(); /** * 立即關(guān)閉執(zhí)行器, 主要有以下特點(diǎn): * 1. 嘗試停止所有正在執(zhí)行的任務(wù), 無(wú)法保證能夠停止成功, 但會(huì)盡力嘗試(例如, 通過(guò) Thread.interrupt中斷任務(wù), 但是不響應(yīng)中斷的任務(wù)可能無(wú)法終止); * 2. 暫停處理已經(jīng)提交但未執(zhí)行的任務(wù); * * @return 返回已經(jīng)提交但未執(zhí)行的任務(wù)列表 */ ListshutdownNow(); /** * 如果該執(zhí)行器已經(jīng)關(guān)閉, 則返回true. */ boolean isShutdown(); /** * 判斷執(zhí)行器是否已經(jīng)【終止】. * * 僅當(dāng)執(zhí)行器已關(guān)閉且所有任務(wù)都已經(jīng)執(zhí)行完成, 才返回true. * 注意: 除非首先調(diào)用 shutdown 或 shutdownNow, 否則該方法永遠(yuǎn)返回false. */ boolean isTerminated(); /** * 阻塞調(diào)用線程, 等待執(zhí)行器到達(dá)【終止】狀態(tài). * * @return {@code true} 如果執(zhí)行器最終到達(dá)終止?fàn)顟B(tài), 則返回true; 否則返回false * @throws InterruptedException if interrupted while waiting */ boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException; /** * 提交一個(gè)具有返回值的任務(wù)用于執(zhí)行. * 注意: Future的get方法在成功完成時(shí)將會(huì)返回task的返回值. * * @param task 待提交的任務(wù) * @param
任務(wù)的返回值類(lèi)型 * @return 返回該任務(wù)的Future對(duì)象 * @throws RejectedExecutionException 如果任務(wù)無(wú)法安排執(zhí)行 * @throws NullPointerException if the task is null */ Future submit(Callable task); /** * 提交一個(gè) Runnable 任務(wù)用于執(zhí)行. * 注意: Future的get方法在成功完成時(shí)將會(huì)返回給定的結(jié)果(入?yún)r(shí)指定). * * @param task 待提交的任務(wù) * @param result 返回的結(jié)果 * @param 返回的結(jié)果類(lèi)型 * @return 返回該任務(wù)的Future對(duì)象 * @throws RejectedExecutionException 如果任務(wù)無(wú)法安排執(zhí)行 * @throws NullPointerException if the task is null */ Future submit(Runnable task, T result); /** * 提交一個(gè) Runnable 任務(wù)用于執(zhí)行. * 注意: Future的get方法在成功完成時(shí)將會(huì)返回null. * * @param task 待提交的任務(wù) * @return 返回該任務(wù)的Future對(duì)象 * @throws RejectedExecutionException 如果任務(wù)無(wú)法安排執(zhí)行 * @throws NullPointerException if the task is null */ Future> submit(Runnable task); /** * 執(zhí)行給定集合中的所有任務(wù), 當(dāng)所有任務(wù)都執(zhí)行完成后, 返回保持任務(wù)狀態(tài)和結(jié)果的 Future 列表. * * 注意: 該方法為同步方法. 返回列表中的所有元素的Future.isDone() 為 true. * * @param tasks 任務(wù)集合 * @param
任務(wù)的返回結(jié)果類(lèi)型 * @return 任務(wù)的Future對(duì)象列表,列表順序與集合中的迭代器所生成的順序相同, * @throws InterruptedException 如果等待時(shí)發(fā)生中斷, 會(huì)將所有未完成的任務(wù)取消. * @throws NullPointerException 任一任務(wù)為 null * @throws RejectedExecutionException 如果任一任務(wù)無(wú)法安排執(zhí)行 */ List > invokeAll(Collection extends Callable > tasks) throws InterruptedException; /** * 執(zhí)行給定集合中的所有任務(wù), 當(dāng)所有任務(wù)都執(zhí)行完成后或超時(shí)期滿(mǎn)時(shí)(無(wú)論哪個(gè)首先發(fā)生), 返回保持任務(wù)狀態(tài)和結(jié)果的 Future 列表. */ List > invokeAll(Collection extends Callable > tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException; /** * 執(zhí)行給定集合中的任務(wù), 只有其中某個(gè)任務(wù)率先成功完成(未拋出異常), 則返回其結(jié)果. * 一旦正常或異常返回后, 則取消尚未完成的任務(wù). */ T invokeAny(Collection extends Callable > tasks) throws InterruptedException, ExecutionException; /** * 執(zhí)行給定集合中的任務(wù), 如果在給定的超時(shí)期滿(mǎn)前, 某個(gè)任務(wù)已成功完成(未拋出異常), 則返回其結(jié)果. * 一旦正常或異常返回后, 則取消尚未完成的任務(wù). */ T invokeAny(Collection extends Callable > tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException; }
關(guān)于Future,其實(shí)就是Java多線程設(shè)計(jì)模式中Future模式,讀者可以先參考下我的這篇博文(https://segmentfault.com/a/11...),后面我們會(huì)專(zhuān)門(mén)講解J.U.C中的Future框架。周期任務(wù)的調(diào)度——ScheduledExecutorService
Future對(duì)象提供了對(duì)任務(wù)異步執(zhí)行的支持,也就是說(shuō)調(diào)用線程無(wú)需等待任務(wù)執(zhí)行完成,提交待執(zhí)行的任務(wù)后,就會(huì)立即返回往下執(zhí)行。然后,可以在需要時(shí)檢查Future是否有結(jié)果了,如果任務(wù)已執(zhí)行完畢,通過(guò)Future.get()方法可以獲取到執(zhí)行結(jié)果——Future.get()是阻塞方法。
在工業(yè)環(huán)境中,我們可能希望提交給執(zhí)行器的某些任務(wù)能夠定時(shí)執(zhí)行或周期性地執(zhí)行,這時(shí)我們可以自己實(shí)現(xiàn)Executor接口來(lái)創(chuàng)建符合我們需要的類(lèi),Doug Lea已經(jīng)考慮到了這類(lèi)需求,所以在ExecutorService的基礎(chǔ)上,又提供了一個(gè)接口——ScheduledExecutorService,該接口也是在JDK1.5時(shí),隨著J.U.C引入的:
ScheduledExecutorService提供了一系列schedule方法,可以在給定的延遲后執(zhí)行提交的任務(wù),或者每個(gè)指定的周期執(zhí)行一次提交的任務(wù),我們來(lái)看下面這個(gè)示例:
public class ScheduleExecutorTest { public static void main(String[] args) { ScheduledExecutorService scheduler = someScheduler; // 創(chuàng)建一個(gè)ScheduledExecutorService實(shí)例 final ScheduledFuture> scheduledFuture = scheduler.scheduleAtFixedRate(new BeepTask(), 10, 10, TimeUnit.SECONDS); // 每隔10s蜂鳴一次 ? scheduler.schedule(new Runnable() { @Override public void run() { scheduledFuture.cancel(true); } }, 1, TimeUnit.HOURS) // 1小時(shí)后, 取消蜂鳴任務(wù) } ? private static class BeepTask implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("beep!"); } } }
上述示例先創(chuàng)建一個(gè)ScheduledExecutorService類(lèi)型的執(zhí)行器,然后利用scheduleAtFixedRate方法提交了一個(gè)“蜂鳴”任務(wù),每隔10s該任務(wù)會(huì)執(zhí)行一次。
注意:scheduleAtFixedRate方法返回一個(gè)ScheduledFuture對(duì)象,ScheduledFuture其實(shí)就是在Future的基礎(chǔ)上增加了延遲的功能。通過(guò)ScheduledFuture,可以取消一個(gè)任務(wù)的執(zhí)行,本例中我們利用schedule方法,設(shè)定在1小時(shí)后,執(zhí)行任務(wù)的取消。
ScheduledExecutorService完整的接口聲明如下:
public interface ScheduledExecutorService extends ExecutorService { ? /** * 提交一個(gè)待執(zhí)行的任務(wù), 并在給定的延遲后執(zhí)行該任務(wù). * * @param command 待執(zhí)行的任務(wù) * @param delay 延遲時(shí)間 * @param unit 延遲時(shí)間的單位 */ public ScheduledFuture> schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit); ? /** * 提交一個(gè)待執(zhí)行的任務(wù)(具有返回值), 并在給定的延遲后執(zhí)行該任務(wù). * * @param command 待執(zhí)行的任務(wù) * @param delay 延遲時(shí)間 * @param unit 延遲時(shí)間的單位 * @param返回值類(lèi)型 */ public ScheduledFuture schedule(Callable callable, long delay, TimeUnit unit); ? /** * 提交一個(gè)待執(zhí)行的任務(wù). * 該任務(wù)在 initialDelay 后開(kāi)始執(zhí)行, 然后在 initialDelay+period 后執(zhí)行, 接著在 initialDelay + 2 * period 后執(zhí)行, 依此類(lèi)推. * * @param command 待執(zhí)行的任務(wù) * @param initialDelay 首次執(zhí)行的延遲時(shí)間 * @param period 連續(xù)執(zhí)行之間的周期 * @param unit 延遲時(shí)間的單位 */ public ScheduledFuture> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit); ? /** * 提交一個(gè)待執(zhí)行的任務(wù). * 該任務(wù)在 initialDelay 后開(kāi)始執(zhí)行, 隨后在每一次執(zhí)行終止和下一次執(zhí)行開(kāi)始之間都存在給定的延遲. * 如果任務(wù)的任一執(zhí)行遇到異常, 就會(huì)取消后續(xù)執(zhí)行. 否則, 只能通過(guò)執(zhí)行程序的取消或終止方法來(lái)終止該任務(wù). * * @param command 待執(zhí)行的任務(wù) * @param initialDelay 首次執(zhí)行的延遲時(shí)間 * @param delay 一次執(zhí)行終止和下一次執(zhí)行開(kāi)始之間的延遲 * @param unit 延遲時(shí)間的單位 */ public ScheduledFuture> scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit); }
至此,Executors框架中的三個(gè)最核心的接口介紹完畢,這三個(gè)接口的關(guān)系如下圖:
二、生產(chǎn)executor的工廠通過(guò)第一部分的學(xué)習(xí),讀者應(yīng)該對(duì)Executors框架有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí),Executors框架就是用來(lái)解耦任務(wù)本身與任務(wù)的執(zhí)行,并提供了三個(gè)核心接口來(lái)滿(mǎn)足使用者的需求:
Executor:提交普通的可執(zhí)行任務(wù)
ExecutorService:提供對(duì)線程池生命周期的管理、異步任務(wù)的支持
ScheduledExecutorService:提供對(duì)任務(wù)的周期性執(zhí)行支持
既然上面三種執(zhí)行器只是接口,那么就一定存在具體的實(shí)現(xiàn)類(lèi),J.U.C提供了許多默認(rèn)的接口實(shí)現(xiàn),如果要用戶(hù)自己去創(chuàng)建這些類(lèi)的實(shí)例,就需要了解這些類(lèi)的細(xì)節(jié),有沒(méi)有一種直接的方式,僅僅根據(jù)一些需要的特性(參數(shù))就創(chuàng)建這些實(shí)例呢?因?yàn)閷?duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō),其實(shí)使用的只是這三個(gè)接口。
JDK1.5時(shí),J.U.C中還提供了一個(gè)Executors類(lèi),專(zhuān)門(mén)用于創(chuàng)建上述接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi)對(duì)象。Executors其實(shí)就是一個(gè)簡(jiǎn)單工廠,它的所有方法都是static的,用戶(hù)可以根據(jù)需要,選擇需要?jiǎng)?chuàng)建的執(zhí)行器實(shí)例,Executors一共提供了五類(lèi)可供創(chuàng)建的Executor執(zhí)行器實(shí)例。
固定線程數(shù)的線程池Executors提供了兩種創(chuàng)建具有固定線程數(shù)的Executor的方法,固定線程池在初始化時(shí)確定其中的線程總數(shù),運(yùn)行過(guò)程中會(huì)始終維持線程數(shù)量不變。
可以看到下面的兩種創(chuàng)建方法其實(shí)都返回了一個(gè)ThreadPoolExecutor實(shí)例。ThreadPoolExecutor是一個(gè)ExecutorService接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi),我們會(huì)在后面用專(zhuān)門(mén)章節(jié)講解,現(xiàn)在只需要了解這是一種Executor,用來(lái)調(diào)度其中的線程的執(zhí)行即可。
/** * 創(chuàng)建一個(gè)具有固定線程數(shù)的Executor. */ public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()); } /** * 創(chuàng)建一個(gè)具有固定線程數(shù)的Executor. * 在需要時(shí)使用提供的 ThreadFactory 創(chuàng)建新線程. */ public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue (), threadFactory); }
上面需要注意的是ThreadFactory這個(gè)接口:
public interface ThreadFactory { Thread newThread(Runnable r); }
既然返回的是一個(gè)線程池,那么就涉及線程的創(chuàng)建,一般我們需要通過(guò) new Thread ()這種方法創(chuàng)建一個(gè)新線程,但是我們可能希望設(shè)置一些線程屬性,比如
名稱(chēng)、守護(hù)程序狀態(tài)、ThreadGroup 等等,線程池中的線程非常多,如果每個(gè)線程都這樣手動(dòng)配置勢(shì)必非常繁瑣,而ThreadFactory 作為一個(gè)線程工廠可以讓我們從這些繁瑣的線程狀態(tài)設(shè)置的工作中解放出來(lái),還可以由外部指定ThreadFactory實(shí)例,以決定線程的具體創(chuàng)建方式。
Executors提供了靜態(tài)內(nèi)部類(lèi),實(shí)現(xiàn)了ThreadFactory接口,最簡(jiǎn)單且常用的就是下面這個(gè)DefaultThreadFactory :
/** * 默認(rèn)的線程工廠. */ static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory { private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1); private final ThreadGroup group; private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1); private final String namePrefix; ? DefaultThreadFactory() { SecurityManager s = System.getSecurityManager(); group = (s != null) ? s.getThreadGroup() : Thread.currentThread().getThreadGroup(); namePrefix = "pool-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-"; } ? public Thread newThread(Runnable r) { Thread t = new Thread(group, r, namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(), 0); if (t.isDaemon()) t.setDaemon(false); if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY) t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY); return t; } }
可以看到,DefaultThreadFactory 初始化的時(shí)候定義了線程組、線程名稱(chēng)等信息,每創(chuàng)建一個(gè)線程,都給線程統(tǒng)一分配這些信息,避免了一個(gè)個(gè)手工通過(guò)new的方式創(chuàng)建線程,又可進(jìn)行工廠的復(fù)用。
單個(gè)線程的線程池除了固定線程數(shù)的線程池,Executors還提供了兩種創(chuàng)建只有單個(gè)線程Executor的方法:
/** * 創(chuàng)建一個(gè)使用單個(gè) worker 線程的 Executor. */ public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue())); } ? /** * 創(chuàng)建一個(gè)使用單個(gè) worker 線程的 Executor. * 在需要時(shí)使用提供的 ThreadFactory 創(chuàng)建新線程. */ public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue (), threadFactory)); }
可以看到,只有單個(gè)線程的線程池其實(shí)就是指定線程數(shù)為1的固定線程池,主要區(qū)別就是,返回的Executor實(shí)例用了一個(gè)FinalizableDelegatedExecutorService對(duì)象進(jìn)行包裝。
我們來(lái)看下FinalizableDelegatedExecutorService,該類(lèi) 只定義了一個(gè)finalize方法:
static class FinalizableDelegatedExecutorService extends DelegatedExecutorService { FinalizableDelegatedExecutorService(ExecutorService executor) { super(executor); } protected void finalize() { super.shutdown(); } }
核心是其繼承的DelegatedExecutorService ,這是一個(gè)包裝類(lèi),實(shí)現(xiàn)了ExecutorService的所有方法,但是內(nèi)部實(shí)現(xiàn)其實(shí)都委托給了傳入的ExecutorService 實(shí)例:
/** * ExecutorService實(shí)現(xiàn)類(lèi)的包裝類(lèi). */ static class DelegatedExecutorService extends AbstractExecutorService { private final ExecutorService e; ? DelegatedExecutorService(ExecutorService executor) { e = executor; } ? public void execute(Runnable command) { e.execute(command); } ? public void shutdown() { e.shutdown(); } ? public ListshutdownNow() { return e.shutdownNow(); } ? public boolean isShutdown() { return e.isShutdown(); } ? public boolean isTerminated() { return e.isTerminated(); } ? public boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { return e.awaitTermination(timeout, unit); } ? public Future> submit(Runnable task) { return e.submit(task); } ? public Future submit(Callable task) { return e.submit(task); } ? public Future submit(Runnable task, T result) { return e.submit(task, result); } ? public List > invokeAll(Collection extends Callable > tasks) throws InterruptedException { return e.invokeAll(tasks); } ? public List > invokeAll(Collection extends Callable > tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { return e.invokeAll(tasks, timeout, unit); } ? public T invokeAny(Collection extends Callable > tasks) throws InterruptedException, ExecutionException { return e.invokeAny(tasks); } ? public T invokeAny(Collection extends Callable > tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException { return e.invokeAny(tasks, timeout, unit); } }
為什么要多此一舉,加上這樣一個(gè)委托層?因?yàn)榉祷氐腡hreadPoolExecutor包含一些設(shè)置線程池大小的方法——比如setCorePoolSize,對(duì)于只有單個(gè)線程的線程池來(lái)說(shuō),我們是不希望用戶(hù)通過(guò)強(qiáng)轉(zhuǎn)的方式使用這些方法的,所以需要一個(gè)包裝類(lèi),只暴露ExecutorService本身的方法。可緩存的線程池
有些情況下,我們雖然創(chuàng)建了具有一定線程數(shù)的線程池,但出于資源利用率的考慮,可能希望在特定的時(shí)候?qū)€程進(jìn)行回收(比如線程超過(guò)指定時(shí)間沒(méi)有被使用),Executors就提供了這種類(lèi)型的線程池:
/** * 創(chuàng)建一個(gè)可緩存線程的Execotor. * 如果線程池中沒(méi)有線程可用, 則創(chuàng)建一個(gè)新線程并添加到池中; * 如果有線程長(zhǎng)時(shí)間未被使用(默認(rèn)60s, 可通過(guò)threadFactory配置), 則從緩存中移除. */ public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue()); } ? /** * 創(chuàng)建一個(gè)可緩存線程的Execotor. * 如果線程池中沒(méi)有線程可用, 則創(chuàng)建一個(gè)新線程并添加到池中; * 如果有線程長(zhǎng)時(shí)間未被使用(默認(rèn)60s, 可通過(guò)threadFactory配置), 則從緩存中移除. * 在需要時(shí)使用提供的 ThreadFactory 創(chuàng)建新線程. */ public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue (), threadFactory); }
可以看到,返回的還是ThreadPoolExecutor對(duì)象,只是指定了超時(shí)時(shí)間,另外線程池中線程的數(shù)量在[0, Integer.MAX_VALUE]之間。
可延時(shí)/周期調(diào)度的線程池如果有任務(wù)需要延遲/周期調(diào)用,就需要返回ScheduledExecutorService接口的實(shí)例,ScheduledThreadPoolExecutor就是實(shí)現(xiàn)了ScheduledExecutorService接口的一種Executor,和ThreadPoolExecutor一樣,這個(gè)我們后面會(huì)專(zhuān)門(mén)講解。
/** * 創(chuàng)建一個(gè)具有固定線程數(shù)的 可調(diào)度Executor. * 它可安排任務(wù)在指定延遲后或周期性地執(zhí)行. */ public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) { return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize); } ? /** * 創(chuàng)建一個(gè)具有固定線程數(shù)的 可調(diào)度Executor. * 它可安排任務(wù)在指定延遲后或周期性地執(zhí)行. * 在需要時(shí)使用提供的 ThreadFactory 創(chuàng)建新線程. */ public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) { return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory); }Fork/Join線程池
Fork/Join線程池是比較特殊的一類(lèi)線程池,在JDK1.7時(shí)才引入,其核心實(shí)現(xiàn)就是ForkJoinPool類(lèi)。關(guān)于Fork/Join框架,我們后面會(huì)專(zhuān)題講解,現(xiàn)在只需要知道,Executors框架提供了一種創(chuàng)建該類(lèi)線程池的便捷方法。
/** * 創(chuàng)建具有指定并行級(jí)別的ForkJoin線程池. */ public static ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism) { return new ForkJoinPool(parallelism, ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, true); } ? /** * 創(chuàng)建并行級(jí)別等于CPU核心數(shù)的ForkJoin線程池. */ public static ExecutorService newWorkStealingPool() { return new ForkJoinPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors(), ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, true); }三、總結(jié)
至此,Executors框架的整體結(jié)構(gòu)基本就講解完了,此時(shí)我們的腦海中應(yīng)有大致如下的一幅類(lèi)繼承圖:
下面來(lái)回顧一下,上面的各個(gè)接口/類(lèi)的關(guān)系和作用:
Executor
執(zhí)行器接口,也是最頂層的抽象核心接口, 分離了任務(wù)和任務(wù)的執(zhí)行。
ExecutorService
在Executor的基礎(chǔ)上提供了執(zhí)行器生命周期管理,任務(wù)異步執(zhí)行等功能。
ScheduledExecutorService
在ExecutorService基礎(chǔ)上提供了任務(wù)的延遲執(zhí)行/周期執(zhí)行的功能。
Executors
生產(chǎn)具體的執(zhí)行器的靜態(tài)工廠
ThreadFactory
線程工廠,用于創(chuàng)建單個(gè)線程,減少手工創(chuàng)建線程的繁瑣工作,同時(shí)能夠復(fù)用工廠的特性。
AbstractExecutorService
ExecutorService的抽象實(shí)現(xiàn),為各類(lèi)執(zhí)行器類(lèi)的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)。
ThreadPoolExecutor
線程池Executor,也是最常用的Executor,可以以線程池的方式管理線程。
ScheduledThreadPoolExecutor
在ThreadPoolExecutor基礎(chǔ)上,增加了對(duì)周期任務(wù)調(diào)度的支持。
ForkJoinPool
Fork/Join線程池,在JDK1.7時(shí)引入,時(shí)實(shí)現(xiàn)Fork/Join框架的核心類(lèi)。
關(guān)于ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor,我們會(huì)在下一章詳細(xì)講解,幫助讀者理解線程池的實(shí)現(xiàn)原理。至于ForkJoinPool,涉及Fork/Join這個(gè)并行框架的講解,我們后面會(huì)專(zhuān)題介紹。
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摘要:整個(gè)包,按照功能可以大致劃分如下鎖框架原子類(lèi)框架同步器框架集合框架執(zhí)行器框架本系列將按上述順序分析,分析所基于的源碼為。后,根據(jù)一系列常見(jiàn)的多線程設(shè)計(jì)模式,設(shè)計(jì)了并發(fā)包,其中包下提供了一系列基礎(chǔ)的鎖工具,用以對(duì)等進(jìn)行補(bǔ)充增強(qiáng)。 showImg(https://segmentfault.com/img/remote/1460000016012623); 本文首發(fā)于一世流云專(zhuān)欄:https...
摘要:同時(shí),它會(huì)通過(guò)的方法將自己注冊(cè)到線程池中。線程池中的每個(gè)工作線程都有一個(gè)自己的任務(wù)隊(duì)列,工作線程優(yōu)先處理自身隊(duì)列中的任務(wù)或順序,由線程池構(gòu)造時(shí)的參數(shù)決定,自身隊(duì)列為空時(shí),以的順序隨機(jī)竊取其它隊(duì)列中的任務(wù)。 showImg(https://segmentfault.com/img/bVbizJb?w=1802&h=762); 本文首發(fā)于一世流云的專(zhuān)欄:https://segmentfau...
摘要:本文首發(fā)于一世流云的專(zhuān)欄一模式簡(jiǎn)介模式是多線程設(shè)計(jì)模式中的一種常見(jiàn)模式,它的主要作用就是異步地執(zhí)行任務(wù),并在需要的時(shí)候獲取結(jié)果。二中的模式在多線程基礎(chǔ)之模式中,我們?cè)?jīng)給出過(guò)模式的通用類(lèi)關(guān)系圖。 showImg(https://segmentfault.com/img/bVbiwcx?w=1000&h=667); 本文首發(fā)于一世流云的專(zhuān)欄:https://segmentfault.co...
摘要:并不會(huì)為每個(gè)任務(wù)都創(chuàng)建工作線程,而是根據(jù)實(shí)際情況構(gòu)造線程池時(shí)的參數(shù)確定是喚醒已有空閑工作線程,還是新建工作線程。 showImg(https://segmentfault.com/img/bVbiYSP?w=1071&h=707); 本文首發(fā)于一世流云的專(zhuān)欄:https://segmentfault.com/blog... 一、引言 前一章——Fork/Join框架(1) 原理,我們...
摘要:關(guān)于接口的介紹,可以參見(jiàn)多線程進(jìn)階二鎖框架接口。最終線程釋放了鎖,并進(jìn)入阻塞狀態(tài)。當(dāng)線程被通知喚醒時(shí),則是將條件隊(duì)列中的結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成等待隊(duì)列中的結(jié)點(diǎn),之后的處理就和獨(dú)占功能完全一樣。 showImg(https://segmentfault.com/img/remote/1460000016012490); 本文首發(fā)于一世流云的專(zhuān)欄:https://segmentfault.com/bl...
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