线程池--基本框架的了解:Executor框架

java中的线程池是通过Executor框架实现的,Executor 框架包括类:Executor,Executors,ExecutorService,ThreadPoolExecutor ,Callable和Future、FutureTask的使用等。

线程池的框架图,如下:


线程池的框架图.png
核心框架图

Executor: 所有线程池的接口,只有一个方法。

public interface Executor {        
  void execute(Runnable command);      
}

ExecutorService: 增加Executor的行为,是Executor实现类的最直接接口。

public interface ExecutorService extends Executor {

    void shutdown();
    boolean isShutdown();
    boolean isTerminated();
    boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
    Future<?> submit(Runnable task);
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException;
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                  long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException, ExecutionException;
    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                    long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

AbstractExecutorService:是一个抽象类,它实现了ExecutorService接口。

public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {

    protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) { };
    protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) { };
    public Future<?> submit(Runnable task) {};
    public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) { };
    public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) { };
    private <T> T doInvokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                            boolean timed, long nanos)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
    };
    public <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException, ExecutionException {
    };
    public <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                           long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
    };
    public <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException {
    };
    public <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                         long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException {
    };
}

Executors: 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。详细了解

ThreadPoolExecutor:线程池的具体实现类,一般用的各种线程池都是基于这个类实现的。ThreadPoolExecutor继承了AbstractExecutorService。详细了解
构造方法如下:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {

        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);

}

corePoolSize:线程池的核心线程数,线程池中运行的线程数也永远不会超过 corePoolSize 个,默认情况下可以一直存活。可以通过设置allowCoreThreadTimeOut为True,此时 核心线程数就是0,此时keepAliveTime控制所有线程的超时时间。
maximumPoolSize:线程池允许的最大线程数;
keepAliveTime: 指的是空闲线程结束的超时时间;
unit :是一个枚举,表示 keepAliveTime 的单位;
workQueue:表示存放任务的BlockingQueue<Runnable队列。



线程池的工作过程如下:

  1. 线程池刚创建时,里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过,就算队列里面有任务,线程池也不会马上执行它们。
  2. 当调用 execute() 方法添加一个任务时,线程池会做如下判断:
  3. 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize,那么马上创建线程运行这个任务;
  4. 如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize,那么将这个任务放入队列;
  5. 如果这时候队列满了,而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize,那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务;
  6. 如果队列满了,而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize,那么线程池会抛出异常RejectExecutionException。
  7. 当一个线程完成任务时,它会从队列中取下一个任务来执行。
  8. 当一个线程无事可做,超过一定的时间(keepAliveTime)时,线程池会判断,如果当前运行的线程数大于 corePoolSize,那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后,它最终会收缩到 corePoolSize 的大小。

线程池最常用的提交任务的方法有两种:
execute:

ExecutorService.execute(Runnable runable);

submit:

FutureTask task = ExecutorService.submit(Runnable runnable);

FutureTask<T> task = ExecutorService.submit(Runnable runnable,T Result);

FutureTask<T> task = ExecutorService.submit(Callable<T> callable);

submit(Callable callable)的实现,submit(Runnable runnable)同理。

public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    FutureTask<T> ftask = newTaskFor(task);
    execute(ftask);
    return ftask;
}

可以看出submit开启的是有返回结果的任务,会返回一个FutureTask对象,这样就能通过get()方法得到结果。submit最终调用的也是execute(Runnable runable),submit只是将Callable对象或Runnable封装成一个FutureTask对象,因为FutureTask是个Runnable,所以可以在execute中执行。关于Callable对象和Runnable怎么封装成FutureTask对象,见Callable和Future、FutureTask的使用

参考来自http://blog.csdn.net/he90227/article/details/52576452

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