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Executor框架(线程池)

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Executor基于生产者-消费者模式,提交任务(Runnable)的操作相当于生产者(生成待完成的工作单元),执行任务的线程相当于消费者(执行完这些工作单元)。
每当看到下面这种形式的代码时:

new Thread(runnable).start()

并且你希望获得一种更灵活的执行策略,请考虑使用Executor来替代Thread。

 

 

1. 线程池

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新线程,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巨大开销。另一个额外的好处是:当请求到达时,工作线程通常已经存在,因此不会由于等待创建线程而延迟任务的执行,从而提高了响应性。通过适当调整线程池的大小,可以创建足够多的线程以便使处理器保持忙碌状态,同时还可以防止过多线程相互竞争资源而使应用程序耗尽内存或者失败。
API提供了一个灵活的线程池以及一些有用的默认配置。可以通过调用Executors中的静态工厂方法之一来创建线程池:

  • newFixedThreadPool将创建一个可重用固定线程数的线程池,以共享的无界队列方式来运行这些线程。在任意点,在大多数 nThreads 线程会处于处理任务的活动状态。如果在所有线程处于活动状态时提交附加任务,则在有可用线程之前,附加任务将在队列中等待。如果在关闭前的执行期间由于失败而导致任何线程终止,那么一个新线程将代替它执行后续的任务(如果需要)。在某个线程被显式地关闭之前,池中的线程将一直存在。
  • newCachedThreadPool将创建一个可根据需要创建新线程的线程池,但是在以前构造的线程可用时将重用它们,线程池的规模不存在任何限制。对于执行很多短期异步任务的程序而言,这些线程池通常可提高程序性能。调用 execute 将重用以前构造的线程(如果线程可用)。如果现有线程没有可用的,则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。因此,长时间保持空闲的线程池不会使用任何资源。注意,可以使用 ThreadPoolExecutor 构造方法创建具有类似属性但细节不同(例如超时参数)的线程池。
  • newSingleThreadExecutor将会创建一个单线程的Executor,它创建单个工作者线程来执行任务,如果这个线程异常结束,会创建另一个线程来替代。newSingleThreadExecutor能确保依照任务在队列中的顺序来串行执行(例如FIFO/LIFO/优先级)
  • newScheduledThreadPool创建ScheduledExecutorService,它是一个固定长度的线程池,而且以延迟或定时的方式来执行任务,类似于Timer。

2. 任务执行完通知(CompletionService)

CompletionService接口用于执行多个任务,通过阻塞的take方法获得已经完成的任务(当任务完成就将对应的Future放入到一个阻塞队列中)。构造函数需要传入一个Executor。
将生产新的异步任务与使用已完成任务的结果分离开来的服务。生产者submit执行的任务。使用者take已完成的任务,并按照完成这些任务的顺序处理它们的结果。例如,CompletionService可以用来管理异步IO,执行读操作的任务作为程序或系统的一部分提交,然后,当完成读操作时,会在程序的不同部分执行其他操作,执行操作的顺序可能与所请求的顺序不同。通常,CompletionService依赖于一个单独的Executor来实际执行任务,在这种情况下,CompletionService只管理一个内部完成队列。ExecutorCompletionService类提供了此方法的一个实现。
内存一致性效果:线程中向 CompletionService 提交任务之前的操作 happen-before 该任务执行的操作,后者依次 happen-before 紧跟在从对应 take() 成功返回的操作。

 

3. 预定时间内执行多个任务

创建N个任务,将其提交到一个线程池,保留N个Future,并使用限时的get方法通过Future串行地获取每一个结果,完成这样的任务还有另一个更简单的方法-invokeAll
Please refer to API of ExecutorService。

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