java并发之线程执行器(Executor)
线程执行器和不使用线程执行器的对比(优缺点)
1.线程执行器分离了任务的创建和执行,通过使用执行器,只需要实现Runnable接口的对象,然后把这些对象发送给执行器即可。
2.使用线程池来提高程序的性能。当发送一个任务给执行器时,执行器会尝试使用线程池中的线程来执行这个任务。避免了不断创建和销毁线程导致的性能开销。
3.执行器可以处理实现了Callable接口的任务。Callable接口类似于Runnable接口,却提供了两方面的增强:
a.Callable主方法名称为call(),可以返回结果
b.当发送一个Callable对象给执行器时,将获得一个实现了Future接口的对象。可以使用这个对象来控制Callable对象的状态和结果。
4.提供了一些操作线程任务的功能
- 执行继承了Runnable接口的任务类
public class Task implements Runnable {
private String name; public Task(String name){
this.name=name;
}
@Override
public void run() {
}
}
public class Server {
private ThreadPoolExecutor executor; public Server(){
executor=(ThreadPoolExecutor)Executors.newCachedThreadPool();
}
public void executeTask(Task task){
System.out.printf("Server: A new task has arrived\n");
executor.execute(task);
System.out.printf("Server: Active Count: %d\n",executor.getActiveCount());
System.out.printf("Server: Completed Tasks: %d\n",executor.getCompletedTaskCount());
}
public void endServer() {
executor.shutdown();
}
}
- 执行实现了Callable<T>接口的任务
public class FactorialCalculator implements Callable<Integer> {
private Integer number;
public FactorialCalculator(Integer number){
this.number=number;
} @Override
public Integer call() throws Exception {
int num, result; num=number.intValue();
result=1; // If the number is 0 or 1, return the 1 value
if ((num==0)||(num==1)) {
result=1;
} else {
// Else, calculate the factorial
for (int i=2; i<=number; i++) {
result*=i;
Thread.sleep(20);
}
}
System.out.printf("%s: %d\n",Thread.currentThread().getName(),result);
// Return the value
return result;
}
}
ThreadPoolExecutor executor = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(2);//实例化执行器
FactorialCalculator calculator = new FactorialCalculator(number);//实例化任务
Future<Integer> result = executor.submit(calculator);//执行任务,并返回Future<T>实例
public interface Callable<V> {
V call() throws Exception;
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
ScheduledExecutorService executor=(ScheduledExecutorService)Executors.newScheduledThreadPool(1);
executor.schedule(task,i+1 , TimeUnit.SECONDS);
public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable,//即将执行的任务
long delay,//任务执行前需要等待的时间
TimeUnit unit)//时间单位
ScheduledExecutorService executor=(ScheduledExecutorService)Executors.newScheduledThreadPool(1); for (int i=0; i<5; i++) {
Task task=new Task("Task "+i);
executor.schedule(task,i+1 , TimeUnit.SECONDS);
} executor.shutdown();
public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable,//即将执行的任务
long delay, //任务执行前需要等待的时间
TimeUnit unit) //时间单位
ScheduledExecutorService executor=Executors.newScheduledThreadPool(1); Task task=new Task("Task");
ScheduledFuture<?> result=executor.scheduleAtFixedRate(task, 1, 2, TimeUnit.SECONDS);
public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, //将被周期性执行的任务
long initialDelay,//任务第一次执行后的延后时间
long period, //两次执行的时间周期
TimeUnit unit) { //第二和第三个参数的时间单位
UserValidator ldapValidator=new UserValidator("LDAP");
UserValidator dbValidator=new UserValidator("DataBase"); // Create two tasks for the user validation objects
TaskValidator ldapTask=new TaskValidator(ldapValidator, username, password);
TaskValidator dbTask=new TaskValidator(dbValidator,username,password); // Add the two tasks to a list of tasks
List<TaskValidator> taskList=new ArrayList<>();
taskList.add(ldapTask);
taskList.add(dbTask); // Create a new Executor
ExecutorService executor=(ExecutorService)Executors.newCachedThreadPool();
String result;
try {
// Send the list of tasks to the executor and waits for the result of the first task
// that finish without throw and Exception. If all the tasks throw and Exception, the
// method throws and ExecutionException.
result = executor.invokeAny(taskList);
System.out.printf("Main: Result: %s\n",result);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
} // Shutdown the Executor
executor.shutdown();
public boolean validate(String name, String password) {
Random random=new Random(); try {
Long duration=(long)(Math.random()*10);
System.out.printf("Validator %s: Validating a user during %d seconds\n",this.name,duration);
TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);
} catch (InterruptedException e) {
return false;
} return random.nextBoolean();
}
List<Task> taskList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
Task task = new Task("Task-" + i);
taskList.add(task);
}
// Call the invokeAll() method
List<Future<Result>> resultList = null;
try {
resultList = executor.invokeAll(taskList);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// Finish the executor
executor.shutdown();
Task task=new Task(); Future<String> result=executor.submit(task); try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} System.out.printf("Main: Cancelling the Task\n");
result.cancel(true);
public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
int s = state;
if (s <= COMPLETING)
s = awaitDone(false, 0L);
return report(s);
}
public class ResultTask extends FutureTask<String> {
@Override
protected void done() {
if (isCancelled()) {
System.out.printf("%s: Has been cancelled\n",name);
} else {
System.out.printf("%s: Has finished\n",name);
}
}
}
1.从list中遍历的每个Future对象并不一定处于完成状态,这时调用get()方法就会被阻塞住,如果系统是设计成每个线程完成后就能根据其结果继续做后面的事,这样对于处于list后面的但是先完成的线程就会增加了额外的等待时间。
2.而CompletionService的实现是维护一个保存Future对象的BlockingQueue。只有当这个Future对象状态是结束的时候,才会加入到这个Queue中,take()方法其实就是Producer-Consumer中的Consumer。它会从Queue中取出Future对象,如果Queue是空的,就会阻塞在那里,直到有完成的Future对象加入到Queue中。
public class RejectedTaskController implements RejectedExecutionHandler { @Override
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
System.out.printf("RejectedTaskController: The task %s has been rejected\n",r.toString());
System.out.printf("RejectedTaskController: %s\n",executor.toString());
System.out.printf("RejectedTaskController: Terminating: %s\n",executor.isTerminating());
System.out.printf("RejectedTaksController: Terminated: %s\n",executor.isTerminated());
}
}
public static void main(String[] args) {
// Create the controller for the Rejected tasks
RejectedTaskController controller=new RejectedTaskController();
// Create the executor and establish the controller for the Rejected tasks
ThreadPoolExecutor executor=(ThreadPoolExecutor)Executors.newCachedThreadPool();
executor.setRejectedExecutionHandler(controller); // Lauch three tasks
System.out.printf("Main: Starting.\n");
for (int i=0; i<3; i++) {
Task task=new Task("Task"+i);
executor.submit(task);
} // Shutdown the executor
System.out.printf("Main: Shuting down the Executor.\n");
executor.shutdown();
// Send another task
System.out.printf("Main: Sending another Task.\n");
Task task=new Task("RejectedTask");
executor.submit(task); // The program ends
System.out.printf("Main: End.\n"); }
Main: Starting.
Main: Shuting down the Executor.
Main: Sending another Task.
RejectedTaskController: The task java.util.concurrent.FutureTask@60e53b93 has been rejected
RejectedTaskController: java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@5e2de80c[Shutting down, pool size = 3, active threads = 3, queued tasks = 0, completed tasks = 0]
RejectedTaskController: Terminating: true
RejectedTaksController: Terminated: false
Main: End.
Task Task1: Starting
Task Task0: Starting
Task Task2: Starting
Task Task1: ReportGenerator: Generating a report during 4 seconds
Task Task0: ReportGenerator: Generating a report during 7 seconds
Task Task2: ReportGenerator: Generating a report during 6 seconds
Task Task1: Ending
Task Task2: Ending
Task Task0: Ending
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