Executor框架簡介

Executor框架的兩級調度模型

Java多線程程序通常把應用分解為若干個任務扳缕，然后使用用戶級的調度器(Executor框架)將這些任務映射為固定數(shù)量的線程；在底層驴剔，操作系統(tǒng)內核將這些線程映射到硬件處理器上粥庄。被稱為兩級調度模型丧失。

Executor框架的結構與成員

1. Executor框架的結構
   Executor框架主要由3大部分組件組成：

• 任務: 包括被執(zhí)行任務需要實現(xiàn)的接口：Runnable接口或Callable接口
• 任務的執(zhí)行利花。包括任務執(zhí)行機制的核心接口Executor载佳，以及繼承自Executor的ExecutorService接口。Executor框架有兩個關鍵實現(xiàn)類實現(xiàn)了ExecutorService接口蔫慧，ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor
  下面是這些類和接口的簡介:
• Executor是一個接口，它是Executor框架的基礎睡扬，它將任務的提交與任務的執(zhí)行分離
• ThreadPoolExecutor是線程池的核心實現(xiàn)類，用來執(zhí)行被提交的任務
• ScheduledThreadPoolExecutor是一個實現(xiàn)類卖怜，可以在給定的延遲后運行命令，或者定期執(zhí)行命令奄抽。功能類似 于Timer甩鳄，但比Timer更靈活，功能更強大
• Future接口和實現(xiàn)Future接口的FutureTask類妙啃，代表異步計算的結果
  Runnable接口和Callable接口的實現(xiàn)類，都可以被ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor執(zhí)行

ThreadPoolExector詳解

關于ThreadPoolExector的4個組件構成已經在java線程池實現(xiàn)原理中介紹過馆匿，在此不再重復储笑，下面介紹通過Exectors框架的工具類Exectors可以創(chuàng)建的3種類型的ThreadPoolExector:

• FixedThreadPool

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

FixedThreadPool的corePoolSize和maximumPoolSize都被設置為創(chuàng)建FixedThreadPool時指定的參數(shù)nThreads。
當線程池中的線程數(shù)大于corePoolSize時，keepAliveTime為多余的空閑線程等待新任務的最長時間盆昙，超過這個時間后多余的線程將被終止。這里把keepAliveTime設置為0L秕磷，意味著多余的空閑線程會被立即終止炼团。
FixedThreadPool使用無界隊列LinkedBlockingQueue作為線程池的工作隊列(隊列的容量為Integer.MAX_VALUE)。使用無界隊列作為工作隊列會對線程池帶來如下影響瘟芝。

1. 當線程池中的線程數(shù)達到corePoolSize后，新任務將在無界隊列中等待晤郑，因此線程池中線程數(shù)不會超過corePoolSize。
2. 由于1造寝，使用無界隊列時maximumPoolSize將是一個無效參數(shù)。
3. 由于1和2析显，使用無界隊列時keepAliveTime將是一個無效參數(shù)签赃。
4. 由于使用無界隊列，運行中的FixedThreadPool（未執(zhí)行shutDown()或shutDownNow()）不會拒絕任務(不會調用RejectedExecutionHandler.rejectedExecution方法)

• SingleThreadExecutor
  SingleThreadExecutor是使用單個worker線程的Executor姊舵。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

SingleThreadExecutor的corePoolSize和maximumPoolSize被設置為1.其他參數(shù)與FixedThreadPool相同括丁。所以SingleThreadExecutor使用無界隊列作為工作隊列對線程池帶來的影響與FixedThreadPool相同。

• CachedThreadPool
  CachedThreadPool是一個會根據(jù)需要創(chuàng)建新線程的線程池史飞。

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

CachedThreadPool的corePoolSize被設置成0，即corePoolSize為空抽诉；maximumPoolSize被設置為Integer.MAX_VALUE吐绵，即maximumPool是無界的。這里把keepAliveTime設置為60L己单，意味著CachedThreadPool中的空閑線程等待任務的最長時間為60s，空閑線程超過60s后將會被終止纹份。
CachedThreadPool使用沒有沒有容量的SynchronousQueue作為線程池工作隊列廷痘，但CachedThreadPool的maximumPool是無界的。這意味著笋额，如果主線程提交任務的速度高于maximumPool中線程處理任務的速度時，CachedThreadPool就會不斷地創(chuàng)建新任務昨寞。極端情況下，CachedThreadPool會因為創(chuàng)建過多線程而耗盡CPU和內存資源援岩。

In The End

對比

適用場景

FixedThreadPool：由于FixedThreadPool使用無界隊列，所以不會拒絕任務添瓷。因此合理設置corePoolSize數(shù)量配合任務隊列梅屉，適用于負載比較重的服務器鳞贷。
SingleThreadExecutor：SingleThreadExecutor只有一個worker線程，所以提交到SingleThreadExecutor的任務會保證順序的執(zhí)行惰聂，因此SingleThreadExecutor適用于需要保證順序的執(zhí)行任務咱筛，并且整個生命周期不會有多個線程的場景。
CachedThreadPool：CachedThreadPool時大小無界的線程池迅箩，因此適用于執(zhí)行很多短期異步任務的小程序饲趋，或者是負載較輕的服務器。