多线程知识梳理(5) 线程池四部曲之 Executor 框架

1、Executor 框架的调度模型

1.1 目的

在平时的开发中，咱们常常须要将一些耗时的任务放到异步线程当中进行处理，而线程的建立和销毁都是须要耗费资源的，设计Executor框架的目的就是为了在上层可以对这些异步任务进行有效地管理和调度。

1.2 调度模型

咱们能够把Executor框架想象成一个公司，开发者所须要完成的任务则是一个订单，那么任务的执行能够分解为下面这个过程：

• 开发者将订单提交给公司
• 公司把订单指派给对应的员工
• 公司员工将订单交给工厂
• 工厂员工执行订单

订单、公司、公司员工、工厂和工厂员工这几个概念的映射以下图所示：

Executor框架对于内部线程的调度过程，就能够理解为公司对于员工的管理机制，而这一过程对于开发者是不可见的。

2、Executor 框架

整个Executor的框架主要由三个部分组成：

• FutureTask：任务
• ThreadPoolExecutor：常规任务管理者
• ScheduledThreadPoolExecutor：周期任务管理者

下面，咱们就分这三个部分来简要介绍一下涉及到的相关类。

2.1 任务

与任务相关的类的继承关系以下图所示：

当咱们向ThreadPoolExecutor或者ScheduledThreadPoolExecutor提交任务时，有如下四种方式：

public void execute(Runnable command)

public Future<?> submit(Runnable task)
public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result)
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task)
复制代码

• 当经过execute方法提交一个Runnable的实现类时，不会获得返回的结果
• 当经过submit方法提交一个Runnable或者Callable的实现类时，会返回一个Future的实现类，在目前JDK的实现当中：
• 提交到ThreadPoolExecutor，返回FutureTask
• 提交到ScheduledThreadPoolExecutor，返回ScheduledFutureTask

Future接口所提供的方法提供了下面几个功能：

• 经过isCancelled()和isDone()方法来获取任务当前的状态
• 经过cancel()来取消任务的执行
• 经过get()方法来阻塞地获取任务的执行结果

2.2 常规任务管理者

与常规任务执行者相关的类的继承关系以下：

ThreadPoolExecutor一般做为常规任务的管理者，根据线程池的大小、工做队列的区别，能够实现不一样的任务管理策略。

通常状况下，一般使用工厂类Executors来建立不一样类型ThreadPoolExecutor：

• FixedThreadPool：为了知足限制当前线程数量的场景，适用于负载比较重的服务器。
• SingleThreadPoolExecutor：适用于须要保证顺序地执行各个任务，在任意时间点，不会有多个活动的应用场景。
• CacheThreadPool：大小无界的线程池，适用于执行不少的短时间异步任务的小程序或者是负载较轻的服务器。

2.3 周期任务管理者

与周期任务有关的类的继承关系以下：

ScheduledThreadPoolExecutor相比于ThreadPoolExecutor，它主要用来在给定的延迟以后运行任务，或者按期执行任务。和ThreadPoolExecutor相似，咱们也能够经过Executors类来得到它不一样的实现：

• ScheduledThreadPoolExecutor：适用于须要多个后台线程执行周期任务，同时为了知足资源管理的需求而须要限制后台线程的数量的应用场景。
• SingleThreadScheduledExecutor：适用于须要单个后台线程执行周期任务，同时须要保证顺序地执行各个任务的应用场景。

3、小结

经过Executor框架，就能够把工做单元与执行机制进行分离，开发者只须要把须要执行的任务经过Runnable或者Callable封装成为执行单元，具体的执行机制则由Executor的实现类去处理，免去了开发者对于任务的管理成本。

这篇文章，主要是对Executor框架进行了一个简要的介绍，以后咱们会深刻到第二节讨论的三个部分当中，分析Executor内部对于线程管理的实现机制。