Executor 框架结构(主要由三大部分组成)
1) 任务(Runnable
/Callable
)
执行任务需要实现的 Runnable
接口 或 Callable
接口。Runnable
接口或 Callable
接口 实现类都可以被 ThreadPoolExecutor
或 ScheduledThreadPoolExecutor
执行。
2) 任务的执行(Executor
)
如下图所示,包括任务执行机制的核心接口 Executor
,以及继承自 Executor
接口的 ExecutorService
接口。ThreadPoolExecutor
和 ScheduledThreadPoolExecutor
这两个关键类实现了 ExecutorService 接口。
这里提了很多底层的类关系,但是,实际上我们需要更多关注的是 ThreadPoolExecutor
这个类,这个类在我们实际使用线程池的过程中,使用频率还是非常高的。
注意: 通过查看
ScheduledThreadPoolExecutor
源代码我们发现ScheduledThreadPoolExecutor
实际上是继承了ThreadPoolExecutor
并实现了 ScheduledExecutorService ,而ScheduledExecutorService
又实现了ExecutorService
,正如我们下面给出的类关系图显示的一样。
ThreadPoolExecutor
类描述:
//AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService
ScheduledThreadPoolExecutor
类描述:
//ScheduledExecutorService实现了ExecutorService接口
public class ScheduledThreadPoolExecutor
extends ThreadPoolExecutor
implements ScheduledExecutorService
3) 异步计算的结果(Future
)
Future
接口以及 Future
接口的实现类 FutureTask
类都可以代表异步计算的结果。
当我们把 Runnable
接口 或 Callable
接口 的实现类提交给 ThreadPoolExecutor
或 ScheduledThreadPoolExecutor
执行。(调用 submit()
方法时会返回一个 FutureTask
对象)
Executor 框架的使用示意图
- 主线程首先要创建实现
Runnable
或者Callable
接口的任务对象。 - 把创建完成的实现
Runnable
/Callable
接口的 对象直接交给ExecutorService
执行:ExecutorService.execute(Runnable command)
)或者也可以把Runnable
对象或Callable
对象提交给ExecutorService
执行(ExecutorService.submit(Runnable task)
或ExecutorService.submit(Callable <T> task)
)。 - 如果执行
ExecutorService.submit(…)
,ExecutorService
将返回一个实现Future
接口的对象(我们刚刚也提到过了执行execute()
方法和submit()
方法的区别,submit()
会返回一个FutureTask 对象)。由于 FutureTask
实现了Runnable
,我们也可以创建FutureTask
,然后直接交给ExecutorService
执行。 - 最后,主线程可以执行
FutureTask.get()
方法来等待任务执行完成。主线程也可以执行FutureTask.cancel(boolean mayInterruptIfRunning)
来取消此任务的执行。
(重要)ThreadPoolExecutor 类简单介绍
线程池实现类 ThreadPoolExecutor
是 Executor
框架最核心的类。
3.1 ThreadPoolExecutor 类分析
ThreadPoolExecutor
类中提供的四个构造方法。我们来看最长的那个,其余三个都是在这个构造方法的基础上产生(其他几个构造方法说白点都是给定某些默认参数的构造方法比如默认制定拒绝策略是什么),这里就不贴代码讲了,比较简单。
/**
* 用给定的初始参数创建一个新的ThreadPoolExecutor。
*/
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//线程池的核心线程数量
int maximumPoolSize,//线程池的最大线程数
long keepAliveTime,//当线程数大于核心线程数时,多余的空闲线程存活的最长时间
TimeUnit unit,//时间单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue,//任务队列,用来储存等待执行任务的队列
ThreadFactory threadFactory,//线程工厂,用来创建线程,一般默认即可
RejectedExecutionHandler handler//拒绝策略,当提交的任务过多而不能及时处理时,我们可以定制策略来处理任务
) {
if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
下面这些对创建 非常重要,在后面使用线程池的过程中你一定会用到!所以,务必拿着小本本记清楚。
ThreadPoolExecutor
3 个最重要的参数:
corePoolSize
: 核心线程数线程数定义了最小可以同时运行的线程数量。maximumPoolSize
: 当队列中存放的任务达到队列容量的时候,当前可以同时运行的线程数量变为最大线程数。workQueue
: 当新任务来的时候会先判断当前运行的线程数量是否达到核心线程数,如果达到的话,信任就会被存放在队列中。
ThreadPoolExecutor
其他常见参数:
keepAliveTime
:当线程池中的线程数量大于corePoolSize
的时候,如果这时没有新的任务提交,核心线程外的线程不会立即销毁,而是会等待,直到等待的时间超过了keepAliveTime
才会被回收销毁;unit
:keepAliveTime
参数的时间单位。threadFactory
:executor 创建新线程的时候会用到。handler
:饱和策略。关于饱和策略下面单独介绍一下。ThreadPoolExecutor
饱和策略定义:如果当前同时运行的线程数量达到最大线程数量并且队列也已经被放满了任时,
ThreadPoolTaskExecutor
定义一些策略:ThreadPoolExecutor.AbortPolicy
:抛出RejectedExecutionException
来拒绝新任务的处理。ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy
:调用执行自己的线程运行任务,也就是直接在调用execute
方法的线程中运行(run
)被拒绝的任务,如果执行程序已关闭,则会丢弃该任务。因此这种策略会降低对于新任务提交速度,影响程序的整体性能。另外,这个策略喜欢增加队列容量。如果您的应用程序可以承受此延迟并且你不能任务丢弃任何一个任务请求的话,你可以选择这个策略。ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy
: 不处理新任务,直接丢弃掉。ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy
: 此策略将丢弃最早的未处理的任务请求
通过下图可以更好的对上面这 3 步做一个展示。
-
我们在代码中模拟了 10 个任务,我们配置的核心线程数为 5 、等待队列容量为 100 ,所以每次只可能存在 5 个任务同时执行,剩下的 5 个任务会被放到等待队列中去。当前的 5 个任务之行完成后,才会之行剩下的 5 个任务。
注:以上内容均来自他人(非本人)