线程池

Posted 2022-11-07 robertlionlin

Future

在并发编程中，我们经常用到非阻塞的模型，在之前的多线程的三种实现中，不管是继承thread类还是实现runnable接口，都无法保证获取到之前的执行结果。通过实现Callback接口，并用Future可以来接收多线程的执行结果。
Future表示一个可能还没有完成的异步任务的结果，针对这个结果可以添加Callback以便在任务执行成功或失败后作出相应的操作。

接口和类：

Future接口定义了主要的5个接口方法，有RunnableFuture和SchedualFuture继承这个接口，以及CompleteFuture和ForkJoinTask。

RunnableFuture（接口）

这个接口同时继承Future接口和Runnable接口，在成功执行run（）方法后，可以通过Future访问执行结果。

FutureTask （实现类）

FutureTask 提供了Future的基本实现，可以实现了启动和取消一个方法，查询这个方法是否已完成。一旦计算完成，这个计算将不能被重启和取消，除非调用runAndReset方法。
　　FutureTask能用来包装一个Callable或Runnable对象，因为它实现了Runnable接口，而且它能被传递到Executor进行执行。为了提供单例类，这个类在创建自定义的工作类时提供了protected构造函数。
　　通过CAS操作保证状态的变更，通过自旋锁+线程挂起+唤醒的方式来实现阻塞实现类：FutureTask

Future的主要方法

get（）方法可以当任务结束后返回一个结果，如果调用时，工作还没有结束，则会阻塞线程，直到任务执行完毕
get（long timeout,TimeUnit unit）做多等待timeout的时间就会返回结果
cancel（boolean mayInterruptIfRunning）方法可以用来停止一个任务，如果任务可以停止（通过mayInterruptIfRunning来进行判断），则可以返回true,如果任务已经完成或者已经停止，或者这个任务无法停止，则会返回false.
isDone（）方法判断当前方法是否完成
isCancel（）方法判断当前方法是否取消

PS

FutureTask 可以直接当做Runnable实现类传给 Thread 执行或者 放在executorService 的submit 中，FutureTask 中的 run() 方法，会判断类型是不是call()方法。AbstractExecutorService 中有submit（call) 方法，

public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) 
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);


protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) 
    return new FutureTask<T>(callable);

Java提供的线程池

FixedThreadPool 

容量固定的线程池。活动状态和线程池容量是有上限的线程池。所有的线程池中，都有一个任务队列。只有核心线程，且数量固定，没有非核心线程。使用的是BlockingQueue<Runnable>作为任务的载体。当线程有空闲的，自动从队列中取出任务执行。

使用场景： 大多数情况下，使用的线程池，首选推荐FixedThreadPool。OS系统和硬件是有线程支持上限。不能随意的无限制提供线程池。

队列默认的容量上限是Integer.MAX_VALUE，基本就是无界队列。

常见的线程池容量： PC - 200。 服务器 - 1000~10000

CachedThreadPool

缓存的线程池。容量不限（Integer.MAX_VALUE）。自动扩容。容量管理策略：如果线程池中的线程数量不满足任务执行，创建新的线程。默认线程空闲60秒，自动销毁。

应用场景： 内部应用或测试应用。 如：电信平台夜间执行数据整理（有把握在短时间内处理完所有工作，且对硬件和软件有足够的信心）。 测试应用，在测试的时候，尝试得到硬件或软件的最高负载量，用于提供FixedThreadPool容量的指导。

SingleThreadExceutor 

单一容量的线程池。

使用场景： 保证任务顺序时使用。如： 游戏大厅中的公共频道聊天。秒杀。

ForkJoinPool

分支合并线程池（mapduce类似的设计思想）。适合用于处理复杂任务。初始化线程容量与CPU核心数相关。

线程池中运行的内容必须是ForkJoinTask的子类型（RecursiveTask,RecursiveAction）。RecursiveTask有返回结果的分支合并任务,RecursiveAction无返回结果的分支合并任务。（Callable/Runnable）compute方法：就是任务的执行逻辑。

ForkJoinPool没有所谓的容量。默认都是1个线程。根据任务自动的分支新的子线程。当子线程任务结束后，自动合并。所谓自动是根据fork和join两个方法实现的。

应用： 主要是做科学计算或天文计算的。数据分析的。