Java中Executor框架的實例

這篇文章主要介紹了Java Executor 框架的實例詳解的相關資料,這裡提供實例來幫助大家學習理解這部分內容，需要的朋友可以參考下

Java Executor 框架的實例詳解

大多數的並發都是透過任務執行的方式來實現。

一般有兩種方式執行任務：串列和並行。

class SingleThreadWebServer {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
  ServerSocket socket = new ServerSocket(80);
  while(true) {
   Socket conn = socket.accept();
   handleRequest(conn);
  }
 }
}
class ThreadPerTaskWebServer {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
  ServerSocket socket = new ServerSocket(80);
  while(true) {
   final Socket conn = socket.accept();
   Runnable task = new Runnable() {
    public void run() {
     handleRequest(conn);
    }
   };
   new Thread(task).start();
  }
 }
}

當然上面的這兩種方式都是有問題的。單執行緒的問題就是並發量會是瓶頸，多執行緒版本就是無限制的創建執行緒會導致資源不足問題。

Executor 框架

任務是一組邏輯工作單元，而執行緒是使任務非同步執行的機制。

JDK 提供了Executor 介面：

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

雖然Executor 介面比較簡單，但是卻是非同步任務執行框架的基礎，該框架能支援多種不同類型的任務執行策略。它提供了一種標準的方式把任務的提交過程與執行過程進行了解耦。用 Runnable 來代表任務。 Executor 的實作提供了對生命週期的支援以及統計資訊應用程式管理等機制。

Executor 是基於生產者消費者模式的，提交任務的操作相當於生產者，執行任務的執行緒相當於消費。

基於Executor 的WebServer 範例如下：

public class TaskExecutorWebServer {
 private static final int NTHREADS = 100;
 private static final Executor exec = Executors.newFixedThreadPool(NTHREADS);
 public static void main(String[] args) throws Exception {
  ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(80);
  while (true) {
   final Socket conn = serverSocket.accept();
   Runnable task = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
     handleRequest(conn);
    }
   };
   exec.execute(task);
  }
 }
}

另外可以自己實作Executor 來控制是並發還是並行的，如下面程式碼：

/**
 * 执行已提交的 Runnable 任务的对象。
 * 此接口提供一种将任务提交与每个任务将如何运行的机制（包括线程使用的细节、调度等）分离开来的方法。
 * 通常使用 Executor 而不是显式地创建线程。
 *
 *
 * @author renchunxiao
 *
 */
public class ExecutorDemo {
 public static void main(String[] args) {
  Executor executor = new ThreadExecutor();
  executor.execute(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    // do something
   }
  });
  Executor executor2 = new SerialExecutor();
  executor2.execute(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    // do something
   }
  });
 }
}
/**
 * 创建一个线程来执行 command
 *
 * @author renchunxiao
 *
 */
class ThreadExecutor implements Executor {
 @Override
 public void execute(Runnable command) {
  new Thread(command).start();
 }
}
/**
 * 串行执行 command
 *
 * @author renchunxiao
 *
 */
class SerialExecutor implements Executor {
 @Override
 public void execute(Runnable command) {
  command.run();
 }
}

執行緒池

執行緒池就是執行緒的資源池，可以透過Executors 中的靜態工廠方法來建立執行緒池。

• newFixedThreadPool。建立固定長度的線程池，每次提交任務創建一個線程，直到達到線程池的最大數量，線程池的大小不再變化。

• newSingleThreadExecutor。單一線程池。

• newCachedThreadPool。依任務規模變動的執行緒池。

• newScheduledThreadPool。建立固定長度的執行緒池，以延遲或定時的方式來執行任務。
  

JVM 只有在所有非守護執行緒全部終止後才會退出，所以，如果無法正確的關閉 Executor，那麼 JVM 就無法結束。

為了解決執行服務的生命週期問題，有一個擴展 Executor 介面的新介面 ExecutorService。

public interface ExecutorService extends Executor {
 void shutdown();
 List<Runnable> shutdownNow();
 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;
}

ExecutorService 生命週期有三種狀態：運行、關閉、已終止。 ExecutorService 在初始建立時處於運行狀態。 shutdown 方法會平緩關閉：不在接受新的任務，並且等待已經執行的任務執行完成(包括那些還未開始的任務)。 shutdownNow 方法將粗暴關閉：它將嘗試取消所有運行中的任務，並且不再啟動佇列中尚未開始的任務。所有任務都執行完成後進入到已終止狀態。

Callable 和 Future

Executor 框架使用 Runnable 作為基本的任務表示形式。 Runnable 是一種有限制的抽象，它的 run 方法不能傳回值和拋出一個受檢查異常。

許多任務實際上是存在延時的計算，例如資料庫查詢，從網路取得資源。對於這些任務，Callable 是更好的抽象，它認為 call 將傳回一個值，並且可能拋出異常。

Executor 執行的任務有四個生命週期階段:建立、提交、開始和完成。由於有些任務需要很長時間有可能希望取消，在 Executor 框架當中，已提交未開始的任務可以取消。

Future 表示任務的生命週期，並且提供了相應的方法來判斷是否已完成或取消，以及取得任務的結果和取消任務等。

以上是Java中Executor框架的實例的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！