Java中Executor服務概述

Executor 和 ExecutorService API 是管理和控制執行緒執行的重要工具。它們是 java.util.concurrent 套件的一部分。它們透過抽象線程創建、管理和同步的複雜性來簡化並發編程的過程。

Executors 是 java.util.concurrent 套件中的實用工具類，提供用於建立和管理不同類型的 ExecutorService 實例的工廠方法。它簡化了建立執行緒池的過程，讓我們可以輕鬆地建立和管理不同配置的執行器實例。

Executor API 它是從 Java 1.5 開始提供的介面。它提供了execute(Runnable command)方法。 這是基本接口，ExecutorService 擴展了該接口。給定的命令將在將來由新線程或線程池中的線程或同一線程執行，並且不會返回 void。

ExecutorService API 它是從 Java 1.5 開始提供的介面。它提供了多種方法來控制並發程式設計中任務的執行。它支援可運行和可調用任務。它傳回任務狀態的 Future。以下是最常用的方法。

• submit() 接受 Callable 或 Runnable 任務並傳回 Future 型態結果。

• invokeAny() 接受一組要執行的任務，並傳回任何一個任務成功執行的結果。

• invokeAll() 接受要執行的任務集合，並以 Future 物件類型清單的形式傳回所有任務的結果。

• shutdown() 不會立即停止執行器服務，但不接受新任務。一旦所有目前正在運行的任務完成，它就會關閉執行器服務。

• shutdownNow() 會嘗試立即停止執行器服務，但不保證所有正在執行的任務會同時停止。

• awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) 阻塞/等待，直到所有任務完成或發生超時或當前線程被中斷，以先發生者為準。當前線程將被阻塞。

ExecutorService 的類型

• FixThreadPool 它會建立具有指定執行緒數的固定大小執行緒池。提交的任務是並發執行的。如果沒有任務，則執行緒將處於空閒狀態，直到任務到達。如果線程繁忙，任務將被加入到佇列中。

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
Future<String> submit = fixedThreadPool.submit(() -> {
    System.out.println("Task executed by " + Thread.currentThread().getName());
    return Thread.currentThread().getName();
});
fixedThreadPool.shutdown();

• CachedThreadPool 建立執行緒池並根據工作負載自動調整池中所需的執行緒數。如果執行緒空閒超過60秒，就會被終止。這對於動態負載非常有效。由於線程將在空閒超時後被殺死，因此這裡可以更好地利用資源。

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
Future<String> submit = fixedThreadPool.submit(() -> {
    System.out.println("Task executed by " + Thread.currentThread().getName());
    return Thread.currentThread().getName();
});
fixedThreadPool.shutdown();

• SingleThreadExecutor 建立單線程，任務依序執行。這裡沒有並行處理。

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<String> submit = fixedThreadPool.submit(() -> {
    System.out.println("Task executed by " + Thread.currentThread().getName());
    return Thread.currentThread().getName();
});
fixedThreadPool.shutdown()

• ScheduledThreadPool/ScheduledExecutor 它會建立一個線程或 trhead 池，能夠定期運行任務或在一定延遲後運行。

ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(); // Single-threaded scheduler
ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(5); // Multi-threaded scheduler

scheduler.schedule(task, 10, TimeUnit.SECONDS); // Schedule task to run after 10 seconds.

scheduler.scheduleAtFixedRate(task, 5, 10, TimeUnit.SECONDS);
    //It schedules a task to run every 10 seconds with an initial delay of 5 seconds.
scheduler.scheduleWithFixedDelay(task, 5, 10, TimeUnit.SECONDS);
   //It schedules a task to run with a fixed delay of 10 seconds between the end of one execution and the start of the next, with an initial delay of 5 seconds.
scheduler.schedule(() -> scheduler.shutdown(), 20, TimeUnit.SECONDS);
   //It schedules a shutdown of the scheduler after 20 seconds to stop the example.

向 ExecutorService 提交任務
可以使用execute() 和submit() 方法將任務提交給ExecutorService。 execute()方法用於Runnable任務，而submit()可以處理Runnable和Callable任務。 ”

 executor.execute(new RunnableTask()); //fire-and-forgot
 executor.submit(new CallableTask()); //returns the status of task

關閉 ExecutorService
關閉 ExecutorService 以釋放資源非常重要。您可以使用 shutdown() 和 shutdownNow() 方法來執行此操作。

executor.shutdown(); // Initiates an orderly shutdown"
executor.shutdownNow(); // Attempts to stop all actively executing tasks.
executor.awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit); //blocks the thread until all tasks are completed or timeout occurs or current thread is interrupted, whichever happens first. Returns `true `is tasks completed, otherwise `false`.

建議的關閉方法

executor.shutdown();
try {
    // Wait for tasks to complete or timeout
    if (!executor.awaitTermination(120, TimeUnit.SECONDS)) {
        // If the timeout occurs, force shutdown
        executor.shutdownNow();      
    }
} catch (InterruptedException ex) {
    executor.shutdownNow();
    Thread.currentThread().interrupt();
}

關於 Runnable

• Runnable 是一個接口，代表一個可以透過執行緒運行的任務。
• 我們可以使用Threads或Executor服務來執行Runnable任務。
• Runnable 有 run() 方法，且不傳回任何資料。
• 我們不能拋出已檢查的異常。

關於 Callable

• 1.5中引入
• 它有 call() 方法並傳回型別 V。
• 它包含 throws Exception 的意思，我們可以拋出檢查異常。

關於未來

• 它代表任何任務的未來結果。
• 請求處理完成後，結果最終會在Future中出現。
• boolean isDone() 傳回請求處理的狀態。如果完成則為 true，否則為 false。
• boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 取消提交的任務。如果我們將 mayInterruptIfRunning 傳遞為 false，那麼它不會取消已經啟動的任務。
• boolean isCancelled() 傳回任務是否取消。
• V get() 傳回任務結果。如果任務未完成，則阻塞執行緒。
• V get(long timeout, TimeUnit unit) 如有必要，最多等待給定時間以完成計算，然後檢索其結果。如果計算未完成，將在指定時間後拋出 TimeoutException。

快樂編碼和學習！ ！ ！

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