java并发编程-Executor框架

来源：互联网发布：重庆智慧校园软件编辑：程序博客网时间：2024/04/19 09:40

Executor框架是指java 5中引入的一系列并发库中与executor相关的一些功能类，其中包括线程池，Executor，Executors，ExecutorService，CompletionService，Future，Callable等。他们的关系为：

并发编程的一种编程方式是把任务拆分为一些列的小任务，即Runnable，然后在提交给一个Executor执行，Executor.execute(Runnalbe) 。Executor在执行时使用内部的线程池完成操作。

一、创建线程池

Executors类，提供了一系列工厂方法用于创先线程池，返回的线程池都实现了ExecutorService接口。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)

创建固定数目线程的线程池。

public static ExecutorService newCachedThreadPool()

创建一个可缓存的线程池，调用execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()

创建一个单线程化的Executor。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池，多数情况下可用来替代Timer类。

[java] view plaincop
Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(10);  
Runnable task = new Runnable() {  
 @Override  
 public void run() {  
  System.out.println("task over");  
 }  
};  
executor.execute(task);  
  
executor = Executors.newScheduledThreadPool(10);  
ScheduledExecutorService scheduler = (ScheduledExecutorService) executor;  
scheduler.scheduleAtFixedRate(task, 10, 10, TimeUnit.SECONDS);  

二、ExecutorService与生命周期

ExecutorService扩展了Executor并添加了一些生命周期管理的方法。一个Executor的生命周期有三种状态，运行，关闭，终止。Executor创建时处于运行状态。当调用ExecutorService.shutdown()后，处于关闭状态，isShutdown()方法返回true。这时，不应该再想Executor中添加任务，所有已添加的任务执行完毕后，Executor处于终止状态，isTerminated()返回true。

如果Executor处于关闭状态，往Executor提交任务会抛出unchecked exception RejectedExecutionException。

[java] view plaincopy
ExecutorService executorService = (ExecutorService) executor;  
while (!executorService.isShutdown()) {  
 try {  
  executorService.execute(task);  
 } catch (RejectedExecutionException ignored) {  
    
 }  
}  
executorService.shutdown();  

三、使用Callable，Future返回结果

Future<V>代表一个异步执行的操作，通过get()方法可以获得操作的结果，如果异步操作还没有完成，则，get()会使当前线程阻塞。FutureTask<V>实现了Future<V>和Runable<V>。Callable代表一个有返回值得操作。

[java] view plaincopy
Callable<Integer> func = new Callable<Integer>(){  
   public Integer call() throws Exception {  
    System.out.println("inside callable");  
    Thread.sleep(1000);  
    return new Integer(8);  
   }    
  };    
  FutureTask<Integer> futureTask  = new FutureTask<Integer>(func);  
  Thread newThread = new Thread(futureTask);  
  newThread.start();  
    
  try {  
   System.out.println("blocking here");  
   Integer result = futureTask.get();  
   System.out.println(result);  
  } catch (InterruptedException ignored) {  
  } catch (ExecutionException ignored) {  
  }  

ExecutoreService提供了submit()方法，传递一个Callable，或Runnable，返回Future。如果Executor后台线程池还没有完成Callable的计算，这调用返回Future对象的get()方法，会阻塞直到计算完成。

例子：并行计算数组的和。

[java] view plaincopy
package executorservice;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.List;  
import java.util.concurrent.Callable;  
import java.util.concurrent.ExecutionException;  
import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.Future;  
import java.util.concurrent.FutureTask;  
  
public class ConcurrentCalculator {  
  
 private ExecutorService exec;  
 private int cpuCoreNumber;  
 private List<Future<Long>> tasks = new ArrayList<Future<Long>>();  
  
 // 内部类  
 class SumCalculator implements Callable<Long> {  
  private int[] numbers;  
  private int start;  
  private int end;  
  
  public SumCalculator(final int[] numbers, int start, int end) {  
   this.numbers = numbers;  
   this.start = start;  
   this.end = end;  
  }  
  
  public Long call() throws Exception {  
   Long sum = 0l;  
   for (int i = start; i < end; i++) {  
    sum += numbers[i];  
   }  
   return sum;  
  }  
 }  
  
 public ConcurrentCalculator() {  
  cpuCoreNumber = Runtime.getRuntime().availableProcessors();  
  exec = Executors.newFixedThreadPool(cpuCoreNumber);  
 }  
  
 public Long sum(final int[] numbers) {  
  // 根据CPU核心个数拆分任务，创建FutureTask并提交到Executor  
  for (int i = 0; i < cpuCoreNumber; i++) {  
   int increment = numbers.length / cpuCoreNumber + 1;  
   int start = increment * i;  
   int end = increment * i + increment;  
   if (end > numbers.length)  
    end = numbers.length;  
   SumCalculator subCalc = new SumCalculator(numbers, start, end);  
   FutureTask<Long> task = new FutureTask<Long>(subCalc);  
   tasks.add(task);  
   if (!exec.isShutdown()) {  
    exec.submit(task);  
   }  
  }  
  return getResult();  
 }  
  
 /** 
  * 迭代每个只任务，获得部分和，相加返回 
  *  
  * @return 
  */  
 public Long getResult() {  
  Long result = 0l;  
  for (Future<Long> task : tasks) {  
   try {  
    // 如果计算未完成则阻塞  
    Long subSum = task.get();  
    result += subSum;  
   } catch (InterruptedException e) {  
    e.printStackTrace();  
   } catch (ExecutionException e) {  
    e.printStackTrace();  
   }  
  }  
  return result;  
 }  
  
 public void close() {  
  exec.shutdown();  
 }  
}  

Main

Java代码

int[] numbers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 };
ConcurrentCalculator calc = new ConcurrentCalculator();
Long sum = calc.sum(numbers);
System.out.println(sum);
calc.close();

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