java并发编程：ExecutorService详解

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。一个 ExecutorService 实例因此特别像一个线程池。事实上，在 java.util.concurrent 包中的 ExecutorService 的实现就是一个线程池的实现。
ExecutorService 样例
这里有一个简单的使用Java 实现的 ExectorService 样例：

		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
		executorService.execute(new Runnable() {
			public void run() {
				System.out.println("Asynchronous task");
			}
		});
		executorService.shutdown();

首先使用 newFixedThreadPool() 工厂方法创建一个 ExecutorService ，上述代码创建了一个可以容纳10个线程任务的线程池。其次，向 execute() 方法中传递一个异步的 Runnable 接口的实现，这样做会让 ExecutorService 中的某个线程执行这个 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。

一旦线程将任务委托给了ExecutorService该线程，线程就会继续执行自己的执行，而不依赖于该任务的执行。

ExecutorService 的实现

由于ExecutorService是一个接口，您需要其实现才能使用它。本ExecutorService已在以下实现java.util.concurrent 包：

创建ExecutorService

如何创建ExecutorService取决于您使用的实现。但是，您也可以使用Executors工厂类来创建ExecutorService实例。以下是创建的一些示例ExecutorService：

ExecutorService executorService1 = Executors.newSingleThreadExecutor（）;

ExecutorService executorService2 = Executors.newFixedThreadPool（10）;

ExecutorService executorService3 = Executors.newScheduledThreadPool（10）;

ExecutorService用法

有几种不同的方法可以将执行任务委派给ExecutorService：

execute(Runnable)
submit(Runnable)
submit(Callable)
invokeAny(...)
invokeAll(...)

我将在以下部分中介绍这些方法。

execute(Runnable)

方法 execute(Runnable) 接收一个 java.lang.Runnable 对象作为参数，并且以异步的方式执行它。如下是一个使用 ExecutorService 执行 Runnable 的例子：

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

executorService.execute(new Runnable() {
    public void run() {
        System.out.println("Asynchronous task");
    }
});

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 参数的方法。

submit(Runnable)

方法 submit(Runnable) 同样接收一个 Runnable 的实现作为参数，但是会返回一个 Future 对象。这个 Future 对象可以用于判断 Runnable 是否结束执行。如下是一个 ExecutorService 的 submit() 方法的例子：

Future future = executorService.submit(new Runnable() {
    public void run() {
        System.out.println("Asynchronous task");
    }
});

future.get();  //returns null if the task has finished correctly.

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() 方法可以返回一个结果。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。如下是一个 ExecutorService Callable 的样例：

Future future = executorService.submit(new Callable(){
    public Object call() throws Exception {
        System.out.println("Asynchronous Callable");
        return "Callable Result";
    }
});

System.out.println("future.get() = " + future.get());

上述样例代码会输出如下结果：

		ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
		Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();
		callables.add(new Callable<String>() {
			public String call() throws Exception {
				return "Task 1";
			}
		});
		callables.add(new Callable<String>() {
			public String call() throws Exception {
				return "Task 2";
			}
		});
		callables.add(new Callable<String>() {
			public String call() throws Exception {
				return "Task 3";
			}
		});
		String result = executorService.invokeAny(callables);
		System.out.println("result = " + result);
		executorService.shutdown();

invokeAny()

方法 invokeAny() 接收一个包含 Callable 对象的集合作为参数。调用该方法不会返回 Future 对象，而是返回集合中某一个 Callable 对象的结果，而且无法保证调用之后返回的结果是哪一个 Callable，只知道它是这些 Callable 中一个执行结束的 Callable 对象。
如果一个任务运行完毕或者抛出异常，方法会取消其它的 Callable 的执行。
以下是一个样例：

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();

callables.add(new Callable<String>() {
    public String call() throws Exception {
        return "Task 1";
    }
});
callables.add(new Callable<String>() {
    public String call() throws Exception {
        return "Task 2";
    }
});
callables.add(new Callable<String>() {
    public String call() throws Exception {
        return "Task 3";
    }
});

String result = executorService.invokeAny(callables);

System.out.println("result = " + result);

executorService.shutdown();

以上样例代码会打印出在给定的集合中的某一个 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，并且返回一个包含 Future 对象的集合，你可以通过这个返回的集合来管理每个 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 对象来了解到这个差异。
以下是一个代码样例：

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();

callables.add(new Callable<String>() {
    public String call() throws Exception {
        return "Task 1";
    }
});
callables.add(new Callable<String>() {
    public String call() throws Exception {
        return "Task 2";
    }
});
callables.add(new Callable<String>() {
    public String call() throws Exception {
        return "Task 3";
    }
});

List<Future<String>> futures = executorService.invokeAll(callables);

for(Future<String> future : futures){
    System.out.println("future.get = " + future.get());
}

executorService.shutdown();

ExecutorService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，如果你还有一个活动的 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，一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。这个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，也有可能它会一直执行到任务结束。这是一个最好的尝试。

java并发编程：ExecutorService详解

ExecutorService 的实现

创建ExecutorService

ExecutorService用法

execute(Runnable)

submit(Runnable)

submit(Callable)

invokeAny()

invokeAll()

ExecutorService关闭

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