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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。

1. Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
2. Runnable task = new Runnable() {
3. @Override
4. public void run() {
5. System.out.println("task over");
6. }
7. };
8. executor.execute(task);
9. executor = Executors.newScheduledThreadPool(10);
10. ScheduledExecutorService scheduler = (ScheduledExecutorService) executor;
11. 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。

1. ExecutorService executorService = (ExecutorService) executor;
2. while (!executorService.isShutdown()) {
3. try {
4. executorService.execute(task);
5. } catch (RejectedExecutionException ignored) {
6. }
7. }
8. 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。

1. Callable<Integer> func = new Callable<Integer>(){
2. public Integer call() throws Exception {
3. System.out.println("inside callable");
4. Thread.sleep(1000);
5. return new Integer(8);
6. }
7. };
8. FutureTask<Integer> futureTask  = new FutureTask<Integer>(func);
9. Thread newThread = new Thread(futureTask);
10. newThread.start();
11. try {
12. System.out.println("blocking here");
13. Integer result = futureTask.get();
14. System.out.println(result);
15. } catch (InterruptedException ignored) {
16. } catch (ExecutionException ignored) {
17. }

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。

1. package executorservice;
2. import java.util.ArrayList;
3. import java.util.List;
4. import java.util.concurrent.Callable;
5. import java.util.concurrent.ExecutionException;
6. import java.util.concurrent.ExecutorService;
7. import java.util.concurrent.Executors;
8. import java.util.concurrent.Future;
9. import java.util.concurrent.FutureTask;
10. public class ConcurrentCalculator {
11. private ExecutorService exec;
12. private int cpuCoreNumber;
13. private List<Future<Long>> tasks = new ArrayList<Future<Long>>();
14. // 内部类
15. class SumCalculator implements Callable<Long> {
16. private int[] numbers;
17. private int start;
18. private int end;
19. public SumCalculator(final int[] numbers, int start, int end) {
20. this.numbers = numbers;
21. this.start = start;
22. this.end = end;
23. }
24. public Long call() throws Exception {
25. Long sum = 0l;
26. for (int i = start; i < end; i++) {
27. sum += numbers[i];
28. }
29. return sum;
30. }
31. }
32. public ConcurrentCalculator() {
33. cpuCoreNumber = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
34. exec = Executors.newFixedThreadPool(cpuCoreNumber);
35. }
36. public Long sum(final int[] numbers) {
37. // 根据CPU核心个数拆分任务，创建FutureTask并提交到Executor
38. for (int i = 0; i < cpuCoreNumber; i++) {
39. int increment = numbers.length / cpuCoreNumber + 1;
40. int start = increment * i;
41. int end = increment * i + increment;
42. if (end > numbers.length)
43. end = numbers.length;
44. SumCalculator subCalc = new SumCalculator(numbers, start, end);
45. FutureTask<Long> task = new FutureTask<Long>(subCalc);
46. tasks.add(task);
47. if (!exec.isShutdown()) {
48. exec.submit(task);
49. }
50. }
51. return getResult();
52. }
53. /**
54. * 迭代每个只任务，获得部分和，相加返回
55. *
56. * @return
57. */
58. public Long getResult() {
59. Long result = 0l;
60. for (Future<Long> task : tasks) {
61. try {
62. // 如果计算未完成则阻塞
63. Long subSum = task.get();
64. result += subSum;
65. } catch (InterruptedException e) {
66. e.printStackTrace();
67. } catch (ExecutionException e) {
68. e.printStackTrace();
69. }
70. }
71. return result;
72. }
73. public void close() {
74. exec.shutdown();
75. }
76. }

 Main

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

四、CompletionService

在刚在的例子中，getResult()方法的实现过程中，迭代了FutureTask的数组，如果任务还没有完成则当前线程会阻塞，如果我们希望任意字任务完成后就把其结果加到result中，而不用依次等待每个任务完成，可以使CompletionService。生产者submit()执行的任务。使用者take()已完成的任务，并按照完成这些任务的顺序处理它们的结果 。也就是调用CompletionService的take方法是，会返回按完成顺序放回任务的结果，CompletionService内部维护了一个阻塞队列BlockingQueue，如果没有任务完成，take()方法也会阻塞。修改刚才的例子使用CompletionService：

1. public class ConcurrentCalculator2 {
2. private ExecutorService exec;
3. private CompletionService<Long> completionService;
4. private int cpuCoreNumber;
5. // 内部类
6. class SumCalculator implements Callable<Long> {
7. ......
8. }
9. public ConcurrentCalculator2() {
10. cpuCoreNumber = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
11. exec = Executors.newFixedThreadPool(cpuCoreNumber);
12. completionService = new ExecutorCompletionService<Long>(exec);
13. }
14. public Long sum(final int[] numbers) {
15. // 根据CPU核心个数拆分任务，创建FutureTask并提交到Executor
16. for (int i = 0; i < cpuCoreNumber; i++) {
17. int increment = numbers.length / cpuCoreNumber + 1;
18. int start = increment * i;
19. int end = increment * i + increment;
20. if (end > numbers.length)
21. end = numbers.length;
22. SumCalculator subCalc = new SumCalculator(numbers, start, end);
23. if (!exec.isShutdown()) {
24. completionService.submit(subCalc);
25. }
26. }
27. return getResult();
28. }
29. /**
30. * 迭代每个只任务，获得部分和，相加返回
31. *
32. * @return
33. */
34. public Long getResult() {
35. Long result = 0l;
36. for (int i = 0; i < cpuCoreNumber; i++) {
37. try {
38. Long subSum = completionService.take().get();
39. result += subSum;
40. } catch (InterruptedException e) {
41. e.printStackTrace();
42. } catch (ExecutionException e) {
43. e.printStackTrace();
44. }
45. }
46. return result;
47. }
48. public void close() {
49. exec.shutdown();
50. }
51. }