java Executor, ExecutorService, Executors 有什么不同

Posted 2021-03-26 泥古拉斯赵四

Executor 是一个接口，只定义了一个方法， 可以接收Runnable实例，用来执行一个实现Runnable接口的任务。

void execute(Runnable command);

ExecutorService 也是一个接口，继承自Executor,并增加了一些方法，用的比较广泛，提供了一些生命周期的方法。shutdown，还有submit方法返回值是future。

ExecutorService就是为了解决执行服务的生命周期问题的。

ExecutorService的生命周期有3种状态：运行，关闭和已终止。

在初始创建时处于运行状态。

Shutdown方法将执行平缓的关闭过程；不再接受新的任务，同时等待已经提交的任务执行完成——包括那些还未开始执行的任务。

Shutdownnow方法将执行粗暴的关闭过程，它将尝试取消所有运行中的任务，并且不再启动队列中尚未开始执行的任务。

等所有任务都完成后，ExecutorService将转入终止状态。

可以调用awaitTermination来等待ExecutorService到达终止状态。

通过isTerminated来轮询ExecutorService是否已经终止。

 1 /**
 2  * An {@link ExecutorService} that executes each submitted task using
 3  * one of possibly several pooled threads, normally configured
 4  * using {@link Executors} factory methods.
 5  *
 6 ExecutorService用线程池中的每个线程执行提交进来的任务，通常由Executors中的工厂方法配置而成的。
 7  * <p>Thread pools address two different problems: they usually
 8  * provide improved performance when executing large numbers of
 9  * asynchronous tasks, due to reduced per-task invocation overhead,
10  * and they provide a means of bounding and managing the resources,
11  * including threads, consumed when executing a collection of tasks.
12  * Each {@code ThreadPoolExecutor} also maintains some basic
13  * statistics, such as the number of completed tasks.
14  *
15  线程池解决了两个不同的问题： 他们通常在执行大量异步任务时提供了改善的性能，
16  由于减少了每个任务调用开销，并且提供了一种bounding（边界，限制）和管理资源的手段，
17  包括线程，当执行一系列任务时消费。
18  每个线程池也维护了一些基本的统计信息，例如已经完成的任务数量。
19  * <p>To be useful across a wide range of contexts, this class
20  * provides many adjustable parameters and extensibility
21  * hooks. However, programmers are urged to use the more convenient
22  * {@link Executors} factory methods {@link
23  * Executors#newCachedThreadPool} (unbounded thread pool, with
24  * automatic thread reclamation), {@link Executors#newFixedThreadPool}
25  * (fixed size thread pool) and {@link
26  * Executors#newSingleThreadExecutor} (single background thread), that
27  * preconfigure settings for the most common usage
28  * scenarios. Otherwise, use the following guide when manually
29  * configuring and tuning this class:
30  *
31  为了在广泛的上下文中发挥作用，这个类提供了许多可以调整的参数和可延伸的钩子。
32  然而，还是推荐程序员用更加方便的Executors的工厂方法来创建不同种的线程池。
33  即最常用的预配置设置情景。否则，手动操作时请使用以下指南配置和调整此类。
34  * <dl>

 

 1 void shutdown();
 2 List<Runnable> shutdownNow();
 3 boolean isShutdown();
 4 boolean isTerminated();
 5 boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
 6         throws InterruptedException;
 7 <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
 8 <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
 9 Future<?> submit(Runnable task);
10 <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
11         throws InterruptedException;
12 <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
13                                   long timeout, TimeUnit unit)
14         throws InterruptedException;
15 <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
16         throws InterruptedException, ExecutionException;
17 <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
18                     long timeout, TimeUnit unit)
19         throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

 

Executors 是静态工厂类，可以用它创建出各种各样的线程池。 一般像下面这么用。

ScheduledExecutorService service=Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize); 

 1 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
 2         return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
 3                                       0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
 4                                       new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
 5     }
 6     
 7     public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
 8         return new FinalizableDelegatedExecutorService
 9             (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
10                                     0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
11                                     new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
12     }
13     public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
14         return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
15                                       60L, TimeUnit.SECONDS,
16                                       new SynchronousQueue<Runnable>());
17     }
18     public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
19         return new DelegatedScheduledExecutorService
20             (new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
21     }
22     public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
23         return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
24     }
25     public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(
26             int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
27         return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
28     }

可以看到

newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) 这个方法可以传入线程池的大小，线程工厂，这里表明，我们可以自己实现一个工厂来创建所需要的线程池。

我们想想问什么要有Executor，ExecutorService这些类。我们用Thread类不行吗。

在java类库中，任务执行的主要抽象不是Thread，而是Executor，

它提供了一种标准的方法将任务的提交过程与执行过程解耦开来，并用Runnable来表示任务。Executor的实现还提供了对生命周期的支持，以及统计信息收集，应用程序管理机制和性能监视等机制。

执行策略：

通过将任务的提交与执行解耦开来，从而无须太大的困难就可以为某种类型的任务指定和修改执行策略。在执行策略中定义了任务执行的what,where,when,how等方面，包括：

在什么（what）线程中执行任务

任务按照什么（what）顺序执行（FIFO，LIFO，优先级）

有多少个（How many）任务能并发执行

在队列中有多少个（how many）任务在等待执行

如果系统由于过载而需要拒绝一个任务，那么应该选择哪一个（which） 任务？另外，如何（how）通知应用程序有任务被拒绝？

在执行一个任务之前或之后，应该进行哪些（what）动作？

各种执行策略都是一种资源管理工具，最佳策略取决于可用的计算资源以及对服务质量的需求。通过限制并发任务的数量，可以确保应用程序不会由于资源耗尽而失败，或者由于在稀缺资源上发生竞争而严重影响性能。通过将任务的提交与任务的执行策略分离开来，有助于在部署阶段选择与可用硬件资源最匹配的执行策略。

 线程池：

好处： 在线程池中执行任务比为每个任务分配一个线程优势更多。通过重用现有的线程而不是创建线程，可以在处理多个请求时分摊在线程创建和销毁过程中产生的开销。另一个好处是，当请求到达时，工作线程通常已经存在，因此不会因为等待创建线程而延迟任务的执行。

下面是Executors可以创建的各种线程池。