Java 并发 – 第七部分：Executors 与线程池

如今让咱们开始 Java 并发系列的新篇章。这壹次咱们会学习如何干净的启动壹個新线程，以及如何在线程池中管理它。在 Java 中，假设你有壹個像下面这样的 Runnable 线程：

Runnable runnable = new Runnable(){
   public void run(){
      System.out.println("Run");
   }
}

你能够简单的在壹個线程中运行它：

new Thread(runnable).start();

这個代码很简洁，可是若是咱们想并行的启动多個任务该怎么办呢，并且咱们还想等待全部任务完成以后获取全部任务的返回值，这样的话，要想保持较好的代码风格实际上有点困难了。不过，就像全部其它的难题壹样，Java 为咱们提供了壹個解决方案，那就是 Executor ，这個简单的类容许你建立线程池和线程工厂。

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    executor.execute(new Runnable() {
        public void run() {
            System.out.println("do something here...");
        }
    });
  }
executor.shutdown();

线程池实际表现为 ExecutorService 类的壹個实例。经过使用 ExecutorService ，你能够提交将在将来完成的任务。经过 Executor 类你能够建立以下几种线程池：

一、Single Thread Executor：只有壹個线程的线程池。因此全部提交的任务都会被顺序执行。方法名称：Executors.newSingleThreadExecutor()；
二、Cache Thread Pool：壹個建立足够多的线程的线程池，能够并行的执行全部任务。旧的线程会被从新用于新的任务。若是线程在60秒内没有被用到，这個线程就会被终止而且从线程池中移除掉。方法名称：Executors.newCachedThreadPool()；
三、Fixed Thread Pool：壹個有着固定数量的线程的线程池。若是对于某個任务而言某线程不可用，这個任务会被放进队列中等待其它的任务完成以后再执行。方法名称：Executors.newFixedThreadPool()；
四、Scheduled Thread Pool：壹個为定时任务准备的线程池。方法名称：Executors.newScheduledThreadPool()；
五、Single Thread Scheduled Pool：壹個为定时的将来的任务准备的单個线程的线程池，方法名称：Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()；

壹旦你有了壹個线程池，你可使用上述不一样的提交方法提交你的任务了。你能够提交壹個 Runnable 或者 Callable 的任务到线程池中。这個方法返回壹個 Future 对象，用于表示这個任务在将来的状态。若是你提交壹個 Runnable 的任务，那么壹旦任务结束， Future 将返回 null 。
举個例子，若是你有以下这样壹個 Callable 的任务：

private final class StringTask implements Callable<String> {
   public String call(){
      //耗时的操做
      return "Run";
   }
}

若是你但愿使用4個线程执行该任务10次，你可使用以下代码：

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4);

for(int i = 0; i < 10; i++){
   pool.submit(new StringTask());
}

可是你必须关闭线程池才能结束池中的全部线程：

pool.shutdown();

若是你不这样作，Java 虚拟机就存在不能关闭的风险，由于仍然有线程没有终止。如今你可使用 shutdown() 方法强制关闭线程池，可是这样壹来当前正在执行的任务将会被中断，而没有启动的线程永远都不会再启动了。
然而，若是使用上面的样例代码，你永远不会得到任务执行后的结果。因此咱们接下来使用 Future 对象来完成这些任务：

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4);
List<Future<String>> futures = new ArrayList<Future<String>>(10);
for(int i = 0; i < 10; i++){
   futures.add(pool.submit(new StringTask()));
}

for(Future<String> future : futures){
   String result = future.get();
   //计算结果
}

pool.shutdown();

可是使用这种代码略有点复杂，并且有個缺点。若是第壹個任务花了很长时间去计算，而其它任务在它以前先结束了，当前线程在第壹個线程结果以前就不能计算结果。再壹次，Java 为咱们提供了壹個解决方案，这就是 CompletionService 。
CompletionService 是壹個服务，它可让 executor 等待提交任务的执行结果变得容易。 它的壹個实现 ExecutorCompletionService 是基于 ExecutorService 来完成工做的。因此让咱们来试试：

ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(4);
CompletionService<String> pool = new ExecutorCompletionService<String>(threadPool);

for(int i = 0; i < 10; i++){
   pool.submit(new StringTask());
}

for(int i = 0; i < 10; i++){
   String result = pool.take().get();
   //计算结果
}

threadPool.shutdown();

经过这种方式，你能够按照它们完成任务的顺序得到结果而没必要持有壹個全部 Future 对象的集合。
经过上述介绍，你的手里如今有了使用线程池来处理并行任务的高性能工具，经过使用 Executors，ExecutorService 和 CompletionService 你能够建立壹個复杂的算法来使用多個任务。经过使用这些工具，改变并行运行的线程数量，或者增长更多任务而不改变不少代码也变的容易了。我但愿这篇文章可以帮助你写出更好的并行运算的代码。

本文英文原文出自 http://www.baptiste-wicht.com/2010/09/java-concurrency-part-7-executors-and-thread-pools/，中文翻译首发开源中国社区 http://my.oschina.net/bairrfhoinn/blog/167113，转载请注明原始出处。

2013-10-21 09:54:00 更新：刚刚发现这篇文章的翻译文章，红薯已经在以前的讨论版块发过了，连接见于 http://www.oschina.net/question/12_11255 ，貌似我重复造轮子了，汗壹個！