Java多线程学习笔记（二）——Executor,Executors,ExecutorService比较

Executor：是Java线程池的超级接口；提供一个execute(Runnable command)方法;我们一般用它的继承接口ExecutorService。

Executors：是java.util.concurrent包下的一个类，提供了若干个静态方法，用于生成不同类型的线程池。Executors一共可以创建下面这四类线程池：

1. newFixedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
2. newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
3. newScheduledThreadPool 创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
4. newSingleThreadExecutor 创建一个使用单个 worker 线程的 Executor，以无界队列方式来运行该线程。它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

ExecutorService：它是线程池定义的一个接口，继承Executor。有两个实现类，分别为ThreadPoolExecutor,ScheduledThreadPoolExecutor。

线程池的继承树：

ExecutorService常用的几个方法：

1. execute(Runnable)从父类继承过来的方法
2. submit(Runnable)
3. submit(Callable)
4. invokeAny(...)
5. invokeAll(...)
6. shutdown()

execute方法：方法接收一个Runnable实例，并且异步的执行，请看下面的实例：

public class Demo1 {
    
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建一个单线程
        executorService.execute(new Runnable() { //接收一个Runnable实例
            public void run() {
                System.out.println("Asynchronous task");
            }
        });
        executorService.shutdown();
    }
}

这个方法有个问题，就是没有办法获知task的执行结果。如果我们想获得task的执行结果，我们可以传入一个Callable的实例（下面会介绍）。

submit(Runnable)方法：返回一个Future对象，通过返回的Future对象，我们可以检查提交的任务是否执行完毕。

public class Demo2 {
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建一个单线程
        Future future = executorService.submit(new Runnable() { //接收一个Runnable实例
            public void run() {
                System.out.println("Asynchronous task");
            }
        });
        System.out.println(future.get()); //任务执行结束返回null.
        executorService.shutdown();
    }

}

submit(Callable)：与submit(Callable)类似，也会返回一个Future对象，但是除此之外，submit(Callable)接收的是一个Callable的实现，Callable接口中的call()方法有一个返回值，可以返回任务的执行结果，而Runnable接口中的run()方法是void的，没有返回值。

public class Demo1 {
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建一个单线程
        Future<Object> future = executorService.submit(new Callable<Object>() { //接收一个Callable实例
            public Object call() {
                System.out.println("Asynchronous task");
                return "Callable Result";
            }
        });
        System.out.println("future.get()="+future.get());
        executorService.shutdown();
    }
}

invokeAny(...)：方法接收的是一个Callable的集合，执行这个方法不会返回Future，但是会返回所有Callable任务中其中一个任务的执行结果。这个方法也无法保证返回的是哪个任务的执行结果，反正是其中的某一个。

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();
        
        callables.add(new Callable<String>(){
            @Override
            public String call() throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return "Result1";
            }
            
        });
        
        callables.add(new Callable<String>(){
            @Override
            public String call() throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return "Result2";
            }
            
        });
        
        callables.add(new Callable<String>(){
            @Override
            public String call() throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return "Result3";
            }
            
        });
        
        String result = executorService.invokeAny(callables);        
        System.out.println(result);
        executorService.shutdown();
    }

}

invokeAll(...)：与 invokeAny(...)类似也是接收一个Callable集合，但是前者执行之后会返回一个Future的List，其中对应着每个Callable任务执行后的Future对象。

public class Demo3 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();
        
        callables.add(new Callable<String>(){
            @Override
            public String call() throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return "Result1";
            }
            
        });
        
        callables.add(new Callable<String>(){
            @Override
            public String call() throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return "Result2";
            }
            
        });
        
        callables.add(new Callable<String>(){
            @Override
            public String call() throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return "Result3";
            }
            
        });
        
        List<Future<String>> futures = executorService.invokeAll(callables);    //返回一个Future的List集合    
        for(Future<String> future:futures){
            System.out.println("future.get()="+future.get());
        }
        executorService.shutdown();
    }
}

shutdown()：我们使用完成ExecutorService之后应该关闭它，否则它里面的线程会一直处于运行状态。

举个例子，如果的应用程序是通过main()方法启动的，在这个main()退出之后，如果应用程序中的ExecutorService没有关闭，这个应用将一直运行。之所以会出现这种情况，是因为ExecutorService中运行的线程会阻止JVM关闭。

如果要关闭ExecutorService中执行的线程，我们可以调用ExecutorService.shutdown()方法。在调用shutdown()方法之后，ExecutorService不会立即关闭，但是它不再接收新的任务，直到当前所有线程执行完成才会关闭，所有在shutdown()执行之前提交的任务都会被执行。

如果我们想立即关闭ExecutorService，我们可以调用ExecutorService.shutdownNow()方法。这个动作将跳过所有正在执行的任务和被提交还没有执行的任务。但是它并不对正在执行的任务做任何保证，有可能它们都会停止，也有可能执行完成。