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Executor框架的两级调度模型 在HotSpot VM的模型中，JAVA线程被一对一映射为本地操作系统线程。JAVA线程启动时会创建一个本地操作系统线程，当JAVA线程终止时，对应的操作系统线程也被销毁回收，而操作系统会调度所有线程并将它们分配给可用的CPU。 在上层，JAVA程序会将应用分解为多个任务，然后使用应用级的调度器（Executor）将这些任务映射成固定数量的线程；在底层，操作系统内核将这些线程映射到硬件处理器上。 Executor框架类图  在前面介绍的JAVA线程既是工作单元，也是执行机制。而在Executor框架中，我们将工作单元与执行机制分离开来。Runnable和Callable是工作单元（也就是俗称的任务），而执行机制由Executor来提供。这样一来Executor是基于生产者消费者模式的，提交任务的操作相当于生成者，执行任务的线程相当于消费者。 1、从类图上看，Executor接口是异步任务执行框架的基础，该框架能够支持多种不同类型的任务执行策略。 Executor接口就提供了一个执行方法，任务是Runnbale类型，不支持Callable类型。 2、ExecutorService接口实现了Executor接口，主要提供了关闭线程池和submit方法： 另外该接口有两个重要的实现类：ThreadPoolExecutor与ScheduledThreadPoolExecutor。 其中ThreadPoolExecutor是线程池的核心实现类，用来执行被提交的任务；而ScheduledThreadPoolExecutor是一个实现类，可以在给定的延迟后运行任务，或者定期执行命令。 在上一篇文章中，我是使用ThreadPoolExecutor来通过给定不同的参数从而创建自己所需的线程池，但是在后面的工作中不建议这种方式，推荐使用Exectuors工厂方法来创建线程池。 这里先来区别线程池和线程组（ThreadGroup与ThreadPoolExecutor）这两个概念： a、线程组就表示一个线程的集合。 b、线程池是为线程的生命周期开销问题和资源不足问题提供解决方案，主要是用来管理线程。 Executors可以创建3种类型的ThreadPoolExecutor： SingleThreadExecutor FixedThreadExecutor CachedThreadPool a、SingleThreadExecutor：单线程线程池 我们从源码来看可以知道，单线程线程池的创建也是通过ThreadPoolExecutor，里面的核心线程数和线程数都是1，并且工作队列使用的是无界队列。由于是单线程工作，每次只能处理一个任务，所以后面所有的任务都被阻塞在工作队列中，只能一个个任务执行。 b、FixedThreadExecutor：固定大小线程池 这个与单线程类似，只是创建了固定大小的线程数量。 c、CachedThreadPool:无界线程池 无界线程池意味着没有工作队列，任务进来就执行，线程数量不够就创建，与前面两个的区别是：空闲的线程会被回收掉，空闲的时间是60s。这个适用于执行很多短期异步的小程序或者负载较轻的服务器。 Callable、Future、FutureTash详解 Callable与Future是在JAVA的后续版本中引入进来的，Callable类似于Runnable接口，实现Callable接口的类与实现Runnable的类都是可以被线程执行的任务。 三者之间的关系： Callable是Runnable封装的异步运算任务。 Future用来保存Callable异步运算的结果 FutureTask封装Future的实体类 1、Callable与Runnbale的区别 a、Callable定义的方法是call，而Runnable定义的方法是run。 b、call方法有返回值，而run方法是没有返回值的。 c、call方法可以抛出异常，而run方法不能抛出异常。 2、Future Future表示异步计算的结果，提供了以下方法，主要是判断任务是否完成、中断任务、获取任务执行结果。 3、FutureTask 可取消的异步计算，此类提供了对Future的基本实现，仅在计算完成时才能获取结果，如果计算尚未完成，则阻塞get方法。 FutureTask不仅实现了Future接口，还实现了Runnable接口，所以不仅可以将FutureTask当成一个任务交给Executor来执行，还可以通过Thread来创建一个线程。 Callable与FutureTask 定义一个callable的任务： 执行结果： 这个DEMO主要是通过调用FutureTask的状态设置的方法，演示了状态的变迁。 a、第11行，尝试取消对任务的执行，该方法如果由于任务已完成、已取消则返回false，如果能够取消还未完成的任务，则返回true，该DEMO中由于任务还在休眠状态，所以可以取消成功。 b、第13行，判断任务取消是否成功：如果在任务正常完成前将其取消，则返回true c、第19行，判断任务是否完成：如果任务完成，则返回true，以下几种情况都属于任务完成：正常终止、异常或者取消而完成。 我们的DEMO中，任务是由于取消而导致完成。 d、在第22行，获取异步线程执行的结果，我这个DEMO中没有执行到这里，需要注意的是，future.get方法会阻塞当前线程， 直到任务执行完成返回结果为止。 Callable与Future 执行结果： 这里的future是直接扔到线程池里面去执行的。由于要打印任务的执行结果，所以从执行结果来看，主线程虽然休眠了5s，但是从Call方法执行到拿到任务的结果，这中间的时间差正好是10s，说明get方法会阻塞当前线程直到任务完成。 通过FutureTask也可以达到同样的效果： 以上的组合可以给我们带来这样的一些变化： 如有一种场景中，方法A返回一个数据需要10s,A方法后面的代码运行需要20s，但是这20s的执行过程中，只有后面10s依赖于方法A执行的结果。如果与以往一样采用同步的方式，势必会有10s的时间被浪费，如果采用前面两种组合，则效率会提高： 先把A方法的内容放到Callable实现类的call()方法中 在主线程中通过线程池执行A任务 执行后面方法中10秒不依赖方法A运行结果的代码 获取方法A的运行结果，执行后面方法中10秒依赖方法A运行结果的代码 这样代码执行效率一下子就提高了，程序不必卡在A方法处。 |
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