JUC中Executor基本知识

Future And Callable

引用
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949310.html
http://www.iocoder.cn/JUC/
Future用于返回任务，带有返回值

Callable和Runnable 的区别

Runnable是在JDK1.0版本引入的，唯一的一个方法是void run()。多插入一句，JDK设计者设计的类是真的强从1.0用到现在还在用

Callable是在JDK1.5版本引入的，唯一的一个方法是void call()和Runnable中的void run()对应,Callable是做为Executor实际调用的对象，尽管会经过复杂的封装，比如FutureTask继承于RunnabFuture，而RunnaFuture继承了Runnable和Future，并且Executor实际调用的是executor( Runnable run);也就是调用Runnable对象，但实际上FutureTask中的void run方法实际上会调用FutureTask中Callable callable属性的call()方法。是不是很晕<<<

为什么是Callable而不是Runnable

返回值需要进行泛型约束，来避免代码编写的强制转型。对于Callable接口增加了<V>作为返回值

@FunctionalInterface
public interface Callable<V> {
    /**
     * Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
     *
     * @return computed result
     * @throws Exception if unable to compute a result
     */
    V call() throws Exception;
}

如果直接使用原来的Runnable进行约束的话会导致ExecutorService返回的值为Object类型，需要在代码里进行强制转化，这可能会抛出转换异常。

所以ExecutorService中为Runnable提供了两个submit方法其中一种带有泛型

/*带泛型*/    
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
/*不带泛型*/
Future<?> submit(Runnable task);

Executor继承体系

Executor

java.util.concurrent.Executor ，任务的执行者接口，线程池框架中几乎所有类都直接或者间接实现 Executor 接口，它是线程池框架的基础。

Executor 提供了一种将“任务提交”与“任务执行”分离开来的机制，它仅提供了一个 #execute(Runnable command) 方法，用来执行已经提交的 Runnable 任务。代码如下：

public interface Executor {

    void execute(Runnable command);
    
}

Executor中的四个状态

创建(create)->提交(submit)->开始(start)->完成(finish)

ExcutorService

java.util.concurrent.ExcutorService ，继承 Executor 接口，它是“执行者服务”接口，它是为”执行者接口 Executor “服务而存在的。准确的地说，ExecutorService 提供了”将任务提交给执行者的接口( submit 方法)”，”让执行者执行任务( invokeAll , invokeAny 方法)”的接口等等。代码如下：

public interface ExecutorService extends Executor {

    /**
     * 启动一次顺序关闭，执行以前提交的任务，但不接受新任务
     */
    void shutdown();

    /**
     * 试图停止所有正在执行的活动任务，暂停处理正在等待的任务，并返回等待执行的任务列表
     */
    List<Runnable> shutdownNow();

    /**
     * 如果此执行程序已关闭，则返回 true。
     */
    boolean isShutdown();

    /**
     * 如果关闭后所有任务都已完成，则返回 true
     */
    boolean isTerminated();

    /**
     * 请求关闭、发生超时或者当前线程中断，无论哪一个首先发生之后，都将导致阻塞，直到所有任务完成执行
     */
    boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

    // ========== 提交任务 ==========

    /**
     * 提交一个返回值的任务用于执行，返回一个表示任务的未决结果的 Future
     */
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);

    /**
     * 提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future
     */
    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

    /**
     * 提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future
     */
    Future<?> submit(Runnable task);

    /**
     * 执行给定的任务，当所有任务完成时，返回保持任务状态和结果的 Future 列表
     */
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException;

    /**
     * 执行给定的任务，当所有任务完成或超时期满时（无论哪个首先发生），返回保持任务状态和结果的 Future 列表
     */
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                  long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

    /**
     * 执行给定的任务，如果某个任务已成功完成（也就是未抛出异常），则返回其结果
     */
    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException, ExecutionException;

    /**
     * 执行给定的任务，如果在给定的超时期满前某个任务已成功完成（也就是未抛出异常），则返回其结果
     */
    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                    long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

AbstractExecutorService

java.util.concurrent.AbstractExecutorService ，抽象类，实现 ExecutorService 接口，为其提供默认实现。

AbstractExecutorService 除了实现 ExecutorService 接口外，还提供了 #newTaskFor(...) 方法，返回一个 RunnableFuture 对象，在运行的时候，它将调用底层可调用任务，作为 Future 任务，它将生成可调用的结果作为其结果，并为底层任务提供取消操作。

实际上都是转化为RunnableFuture类

protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {
        return new FutureTask<T>(runnable, value);
    }
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
        return new FutureTask<T>(callable);
    }

多种常用线程池

newFixedThreadPool

newFixedThreadPool将创建一个固定长度的线程池，每次提交一个任务时就创建一个线程,这时线程池的规模不再改变（如果发生了未预期的Exception而结束，那么线程池会补充一个新的线程。

newCachedThreadPool

newCachedThreadPool将创建一个可缓存的线程池，如果线程池的当前规模超过了处理需求时，那么将回收空闲的线程，当需求增加时，则可以添加新的线程，线程的规模不存在任何限制，

newScheduledThreadPool

newFixedThreadPool

ScheduledExecutorService

java.util.concurrent.ScheduledExecutorService ，继承 ExecutorService ，为一个“延迟”和“定期执行”的 ExecutorService 。他提供了如下几个方法，安排任务在给定的延时执行或者周期性执行。代码如下：

// 创建并执行在给定延迟后启用的 ScheduledFuture。
<V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable, long delay, TimeUnit unit)

// 创建并执行在给定延迟后启用的一次性操作。
ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit)

// 创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作，后续操作具有给定的周期；
//也就是将在 initialDelay 后开始执行，然后在 initialDelay+period 后执行，接着在 initialDelay + 2 * period 后执行，依此类推。
ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)

// 创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作，随后，在每一次执行终止和下一次执行开始之间都存在给定的延迟。
ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit)