Java并发编程的艺术(十一)——Executor与线程池

Executor框架简介

从JDK5开始，把工作单元和执行机制分离开来了，工作的单元包括Runnable和Callable，执行机制就是由Executor框架提供。

Executor两级调度模型

HotSpot虚拟机将Java线程映射为操作系统的线程。

在上层，Java多线程程序将应用分解为多个任务，然后由用户级的调度器Executor将这些任务映射为固定数量的线程。

在底层，操作系统将这些线程映射到硬件处理器上。

Executor结构与成员

结构由三大部分组成：

• 任务：包括被执行任务所需要实现的接口：Runnable， Callable。
• 任务的执行：核心接口时Executor，以及继承了它的ExecutorService接口。ExecutorService有两个关键类，ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor。
• 执行结果：包括Future接口及其实现类FutureTask。

线程池相关

1.FixedThreadPool

代码实现

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads){
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

这里把keepAliveTime设置为0L，超过核心数的多余的线程会立即停止。

特点

1. 线程数固定。
2. corePoolSize和maximunPoolSize都为用户设定的线程数量nThreads，则超出无法创建超出核心数量的工作线程。
3. 堵塞队列采用LinkedBlockingQueue，无界队列。
4. 采用无界队列，就不会拒绝任务，同时maximumPoolSize和keepAliveTime参数将无效。

2.SingleThreadPool

使用方法

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(){
    return new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

特点

1. 只有一条工作线程。
2. 采用阻塞队列为LinkedBlockingQueue。

3.CachedThreadPool

代码实现

public static ExecutorService newCachedThreadPool(){
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.MILLISECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>());
}

特点

1. 可以无限扩大。
2. 适合处理执行时间小任务。
3. 核心线程数为0，而最大线程数无限大，这样线程数量可以无限扩大。
4. 超时时间时60s，这样空闲线程等待60秒后就会被销毁。
5. 阻塞队列采用SynchronousQueue。这个队列没有存储空间，所以，如果有任务到来，就不会被入队，直接新建线程拿去运行。

4.ScheduledThreadPool

特点

1. 用于执行延时或者定时任务
2. 采用DelayQueue阻塞队列，内部其实由PriorityQueue实现，并根据时间排序，时间相同则根据序号排序，也是无界队列。
3. 需要确定任务开始时间，任务序列号，任务执行的时间间隔。
4. 如果是周期任务，则执行完又放回队列。