Executor框架的兩級(jí)調(diào)度模型

在HotSpot VM的模型中,，JAVA線程被一對(duì)一映射為本地操作系統(tǒng)線程。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)JAVA線程終止時(shí),，對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)線程也被銷(xiāo)毀回收，而操作系統(tǒng)會(huì)調(diào)度所有線程并將它們分配給可用的CPU,。

在上層,，JAVA程序會(huì)將應(yīng)用分解為多個(gè)任務(wù)，然后使用應(yīng)用級(jí)的調(diào)度器（Executor）將這些任務(wù)映射成固定數(shù)量的線程,；在底層,，操作系統(tǒng)內(nèi)核將這些線程映射到硬件處理器上。

Executor框架類(lèi)圖

在前面介紹的JAVA線程既是工作單元,，也是執(zhí)行機(jī)制,。而在Executor框架中，我們將工作單元與執(zhí)行機(jī)制分離開(kāi)來(lái),。Runnable和Callable是工作單元（也就是俗稱(chēng)的任務(wù)）,，而執(zhí)行機(jī)制由Executor來(lái)提供。這樣一來(lái)Executor是基于生產(chǎn)者消費(fèi)者模式的,，提交任務(wù)的操作相當(dāng)于生成者,，執(zhí)行任務(wù)的線程相當(dāng)于消費(fèi)者。

1、從類(lèi)圖上看,，Executor接口是異步任務(wù)執(zhí)行框架的基礎(chǔ),，該框架能夠支持多種不同類(lèi)型的任務(wù)執(zhí)行策略。

Executor接口就提供了一個(gè)執(zhí)行方法,，任務(wù)是Runnbale類(lèi)型,，不支持Callable類(lèi)型。

2,、ExecutorService接口實(shí)現(xiàn)了Executor接口,，主要提供了關(guān)閉線程池和submit方法：

另外該接口有兩個(gè)重要的實(shí)現(xiàn)類(lèi)：ThreadPoolExecutor與ScheduledThreadPoolExecutor。

其中ThreadPoolExecutor是線程池的核心實(shí)現(xiàn)類(lèi),，用來(lái)執(zhí)行被提交的任務(wù),；而ScheduledThreadPoolExecutor是一個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)，可以在給定的延遲后運(yùn)行任務(wù),，或者定期執(zhí)行命令,。

在上一篇文章中，我是使用ThreadPoolExecutor來(lái)通過(guò)給定不同的參數(shù)從而創(chuàng)建自己所需的線程池,，但是在后面的工作中不建議這種方式,，推薦使用Exectuors工廠方法來(lái)創(chuàng)建線程池。

這里先來(lái)區(qū)別線程池和線程組（ThreadGroup與ThreadPoolExecutor）這兩個(gè)概念：

a,、線程組就表示一個(gè)線程的集合,。

b、線程池是為線程的生命周期開(kāi)銷(xiāo)問(wèn)題和資源不足問(wèn)題提供解決方案,，主要是用來(lái)管理線程,。

Executors可以創(chuàng)建3種類(lèi)型的ThreadPoolExecutor：

SingleThreadExecutor

FixedThreadExecutor

CachedThreadPool

a、SingleThreadExecutor：?jiǎn)尉€程線程池

我們從源碼來(lái)看可以知道,，單線程線程池的創(chuàng)建也是通過(guò)ThreadPoolExecutor,，里面的核心線程數(shù)和線程數(shù)都是1，并且工作隊(duì)列使用的是無(wú)界隊(duì)列,。由于是單線程工作,，每次只能處理一個(gè)任務(wù)，所以后面所有的任務(wù)都被阻塞在工作隊(duì)列中,，只能一個(gè)個(gè)任務(wù)執(zhí)行,。

b、FixedThreadExecutor：固定大小線程池

這個(gè)與單線程類(lèi)似,，只是創(chuàng)建了固定大小的線程數(shù)量,。

c、CachedThreadPool:無(wú)界線程池

無(wú)界線程池意味著沒(méi)有工作隊(duì)列,，任務(wù)進(jìn)來(lái)就執(zhí)行,，線程數(shù)量不夠就創(chuàng)建，與前面兩個(gè)的區(qū)別是：空閑的線程會(huì)被回收掉，空閑的時(shí)間是60s,。這個(gè)適用于執(zhí)行很多短期異步的小程序或者負(fù)載較輕的服務(wù)器,。

Callable、Future,、FutureTash詳解

Callable與Future是在JAVA的后續(xù)版本中引入進(jìn)來(lái)的,，Callable類(lèi)似于Runnable接口，實(shí)現(xiàn)Callable接口的類(lèi)與實(shí)現(xiàn)Runnable的類(lèi)都是可以被線程執(zhí)行的任務(wù),。

三者之間的關(guān)系：

Callable是Runnable封裝的異步運(yùn)算任務(wù),。

Future用來(lái)保存Callable異步運(yùn)算的結(jié)果

FutureTask封裝Future的實(shí)體類(lèi)

1、Callable與Runnbale的區(qū)別

a,、Callable定義的方法是call,，而Runnable定義的方法是run。

b,、call方法有返回值，而run方法是沒(méi)有返回值的,。

c,、call方法可以拋出異常，而run方法不能拋出異常,。

2,、Future

Future表示異步計(jì)算的結(jié)果，提供了以下方法,，主要是判斷任務(wù)是否完成,、中斷任務(wù)、獲取任務(wù)執(zhí)行結(jié)果,。

3,、FutureTask

可取消的異步計(jì)算，此類(lèi)提供了對(duì)Future的基本實(shí)現(xiàn),，僅在計(jì)算完成時(shí)才能獲取結(jié)果,，如果計(jì)算尚未完成，則阻塞get方法,。

FutureTask不僅實(shí)現(xiàn)了Future接口,，還實(shí)現(xiàn)了Runnable接口，所以不僅可以將FutureTask當(dāng)成一個(gè)任務(wù)交給Executor來(lái)執(zhí)行,，還可以通過(guò)Thread來(lái)創(chuàng)建一個(gè)線程,。

Callable與FutureTask

定義一個(gè)callable的任務(wù)：

執(zhí)行結(jié)果：

這個(gè)DEMO主要是通過(guò)調(diào)用FutureTask的狀態(tài)設(shè)置的方法，演示了狀態(tài)的變遷,。

a,、第11行，嘗試取消對(duì)任務(wù)的執(zhí)行，該方法如果由于任務(wù)已完成,、已取消則返回false,，如果能夠取消還未完成的任務(wù)，則返回true,，該DEMO中由于任務(wù)還在休眠狀態(tài),，所以可以取消成功。

b,、第13行,，判斷任務(wù)取消是否成功：如果在任務(wù)正常完成前將其取消，則返回true

c,、第19行,，判斷任務(wù)是否完成：如果任務(wù)完成，則返回true,，以下幾種情況都屬于任務(wù)完成：正常終止,、異常或者取消而完成,。

我們的DEMO中,，任務(wù)是由于取消而導(dǎo)致完成。

d,、在第22行,，獲取異步線程執(zhí)行的結(jié)果，我這個(gè)DEMO中沒(méi)有執(zhí)行到這里,，需要注意的是,，future.get方法會(huì)阻塞當(dāng)前線程， 直到任務(wù)執(zhí)行完成返回結(jié)果為止,。

Callable與Future

執(zhí)行結(jié)果：

這里的future是直接扔到線程池里面去執(zhí)行的,。由于要打印任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果，所以從執(zhí)行結(jié)果來(lái)看,，主線程雖然休眠了5s,，但是從Call方法執(zhí)行到拿到任務(wù)的結(jié)果，這中間的時(shí)間差正好是10s,，說(shuō)明get方法會(huì)阻塞當(dāng)前線程直到任務(wù)完成,。

通過(guò)FutureTask也可以達(dá)到同樣的效果：

以上的組合可以給我們帶來(lái)這樣的一些變化：

如有一種場(chǎng)景中，方法A返回一個(gè)數(shù)據(jù)需要10s,A方法后面的代碼運(yùn)行需要20s,，但是這20s的執(zhí)行過(guò)程中,，只有后面10s依賴(lài)于方法A執(zhí)行的結(jié)果。如果與以往一樣采用同步的方式,，勢(shì)必會(huì)有10s的時(shí)間被浪費(fèi),，如果采用前面兩種組合,，則效率會(huì)提高：

先把A方法的內(nèi)容放到Callable實(shí)現(xiàn)類(lèi)的call()方法中

在主線程中通過(guò)線程池執(zhí)行A任務(wù)

執(zhí)行后面方法中10秒不依賴(lài)方法A運(yùn)行結(jié)果的代碼

獲取方法A的運(yùn)行結(jié)果，執(zhí)行后面方法中10秒依賴(lài)方法A運(yùn)行結(jié)果的代碼

這樣代碼執(zhí)行效率一下子就提高了,，程序不必卡在A方法處,。