ExecutorService 的理解与使用

素颜马尾好姑娘i 2021-09-16 02:56 364阅读 0赞

接口 java.util.concurrent.ExecutorService 表述了异步执行的机制，并且可以让任务在后台执行。壹個 ExecutorService 实例因此特别像壹個线程池。事实上，在 java.util.concurrent 包中的 ExecutorService 的实现就是壹個线程池的实现。

### **ExecutorService 样例** ###

这里有壹個简单的使用Java 实现的 ExectorService 样例：

1.  `ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);`
2.   
3.  `executorService.execute(new Runnable() {`
4.  `public void run() {`
5.  `System.out.println("Asynchronous task");`
6.  `}`
7.  `});`
8.   
9.  `executorService.shutdown();`

首先使用 newFixedThreadPool() 工厂方法创建壹個 ExecutorService ，上述代码创建了壹個可以容纳10個线程任务的线程池。其次，向 execute() 方法中传递壹個异步的 Runnable 接口的实现，这样做会让 ExecutorService 中的某個线程执行这個 Runnable 线程。

**任务的委托（Task Delegation）**

下方展示了一个线程的把任务委托异步执行的ExecutorService的示意图。

[![165710_YOvh_136226.png][]][165710_YOvh_136226.png]

壹旦线程把任务委托给 ExecutorService，该线程就会继续执行与运行任务无关的其它任务。

### ExecutorService 的实现 ###

由于 ExecutorService 只是壹個接口，你壹量需要使用它，那麽就需要提供壹個该接口的实现。ExecutorService 接口在 java.util.concurrent 包中有如下实现类：

*  [**ThreadPoolExecutor**][ThreadPoolExecutor]
 *  [**ScheduledThreadPoolExecutor**][ScheduledThreadPoolExecutor]

### **创建壹個 ExecutorService** ###

你可以根据自己的需要来创建壹個 ExecutorService ，也可以使用 Executors 工厂方法来创建壹個 ExecutorService 实例。这里有几個创建 ExecutorService 的例子：

1.  `ExecutorService executorService1 = Executors.newSingleThreadExecutor();`
2.  `ExecutorService executorService2 = Executors.newFixedThreadPool(10);`
3.  `ExecutorService executorService3 = Executors.newScheduledThreadPool(10);`

### ExecutorService 使用方法 ###

这里有几种不同的方式让你将任务委托给壹個 ExecutorService：

1.  `execute(Runnable)`
2.  `submit(Runnable)`
3.  `submit(Callable)`
4.  `invokeAny(...)`
5.  `invokeAll(...)`

我会在接下来的内容里把每個方法都看壹遍。

### **execute(Runnable)** ###

方法 execute(Runnable) 接收壹個 java.lang.Runnable 对象作为参数，并且以异步的方式执行它。如下是壹個使用 ExecutorService 执行 Runnable 的例子：

1.  `ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();`
2.   
3.  `executorService.execute(new Runnable() {`
4.  `public void run() {`
5.  `System.out.println("Asynchronous task");`
6.  `}`
7.  `});`
8.   
9.  `executorService.shutdown();`

使用这种方式没有办法获取执行 Runnable 之后的结果，如果你希望获取运行之后的返回值，就必须使用 接收 Callable 参数的 execute() 方法，后者将会在下文中提到。

### **submit(Runnable)** ###

方法 submit(Runnable) 同样接收壹個 Runnable 的实现作为参数，但是会返回壹個 Future 对象。这個 Future 对象可以用于判断 Runnable 是否结束执行。如下是壹個 ExecutorService 的 submit() 方法的例子：

1.  `Future future = executorService.submit(new Runnable() {`
2.  `public void run() {`
3.  `System.out.println("Asynchronous task");`
4.  `}`
5.  `});`
6.  `//如果任务结束执行则返回 null`
7.  `System.out.println("future.get()=" + future.get());`

### **submit(Callable)** ###

方法 submit(Callable) 和方法 submit(Runnable) 比较类似，但是区别则在于它们接收不同的参数类型。Callable 的实例与 Runnable 的实例很类似，但是 Callable 的 call() 方法可以返回壹個结果。方法 Runnable.run() 则不能返回结果。  
  
Callable 的返回值可以从方法 submit(Callable) 返回的 Future 对象中获取。如下是壹個 ExecutorService Callable 的样例：

1.  `Future future = executorService.submit(new Callable(){`
2.  `public Object call() throws Exception {`
3.  `System.out.println("Asynchronous Callable");`
4.  `return "Callable Result";`
5.  `}`
6.  `});`
7.   
8.  `System.out.println("future.get() = " + future.get());`

上述样例代码会输出如下结果：

1.  `ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();`
2.   
3.  `Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();`
4.   
5.  `callables.add(new Callable<String>() {`
6.  `public String call() throws Exception {`
7.  `return "Task 1";`
8.  `}`
9.  `});`
10. `callables.add(new Callable<String>() {`
11. `public String call() throws Exception {`
12. `return "Task 2";`
13. `}`
14. `});`
15. `callables.add(new Callable<String>() {`
16. `public String call() throws Exception {`
17. `return "Task 3";`
18. `}`
19. `});`
20.  
21. `String result = executorService.invokeAny(callables);`
22.  
23. `System.out.println("result = " + result);`
24.  
25. `executorService.shutdown();`

### inVokeAny() ###

方法 invokeAny() 接收壹個包含 Callable 对象的集合作为参数。调用该方法不会返回 Future 对象，而是返回集合中某壹個 Callable 对象的结果，而且无法保证调用之后返回的结果是哪壹個 Callable，只知道它是这些 Callable 中壹個执行结束的 Callable 对象。  
如果壹個任务运行完毕或者抛出异常，方法会取消其它的 Callable 的执行。  
以下是壹個样例：

以上样例代码会打印出在给定的集合中的某壹個 Callable 的返回结果。我尝试运行了几次，结果都在改变。有时候返回结果是"Task 1"，有时候是"Task 2"，等等。

### invokeAll() ###

方法 invokeAll() 会调用存在于参数集合中的所有 Callable 对象，并且返回壹個包含 Future 对象的集合，你可以通过这個返回的集合来管理每個 Callable 的执行结果。  
需要注意的是，任务有可能因为异常而导致运行结束，所以它可能并不是真的成功运行了。但是我们没有办法通过 Future 对象来了解到这個差异。  
以下是壹個代码样例：

### ExecuteService 服务的关闭 ###

当使用 ExecutorService 完毕之后，我们应该关闭它，这样才能保证线程不会继续保持运行状态。   
举例来说，如果你的程序通过 main() 方法启动，并且主线程退出了你的程序，如果你还有壹個活动的 ExecutorService 存在于你的程序中，那么程序将会继续保持运行状态。存在于 ExecutorService 中的活动线程会阻止Java虚拟机关闭。  
为了关闭在 ExecutorService 中的线程，你需要调用 shutdown() 方法。ExecutorService 并不会马上关闭，而是不再接收新的任务，壹但所有的线程结束执行当前任务，ExecutorServie 才会真的关闭。所有在调用 shutdown() 方法之前提交到 ExecutorService 的任务都会执行。  
如果你希望立即关闭 ExecutorService，你可以调用 shutdownNow() 方法。这個方法会尝试马上关闭所有正在执行的任务，并且跳过所有已经提交但是还没有运行的任务。但是对于正在执行的任务，是否能够成功关闭它是无法保证的，有可能他们真的被关闭掉了，也有可能它会壹直执行到任务结束。这是壹個最好的尝试

[https://blog.csdn.net/bairrfhoinn/article/details/16848785][https_blog.csdn.net_bairrfhoinn_article_details_16848785]

[165710_YOvh_136226.png]: /images/20210725/8aa92c4049274ae687da584e5747e5a4.png
[ThreadPoolExecutor]: http://tutorials.jenkov.com/java-util-concurrent/threadpoolexecutor.html
[ScheduledThreadPoolExecutor]: http://tutorials.jenkov.com/java-util-concurrent/scheduledexecutorservice.html
[https_blog.csdn.net_bairrfhoinn_article_details_16848785]: https://blog.csdn.net/bairrfhoinn/article/details/16848785