Executor框架

概述：

• Eexecutor做为灵活且强大的异步执行框架，其支持多种不一样类型的任务执行策略
• 提供了一种标准的方法将任务的提交过程和执行过程解耦开发
• 基于生产者-消费者模式，其提交任务的线程至关于生产者，执行任务的线程至关于消费者，并用Runnable来表示任务
• Executor的实现还提供了对生命周期的支持，以及统计信息收集，应用程序管理机制和性能监视等机制。

Executor的UML图：

• Executor：一个接口，其定义了一个接收Runnable对象的方法executor，其方法签名为executor(Runnable command),
• ExecutorService：是一个比Executor使用更普遍的子类接口，其提供了生命周期管理的方法，以及可跟踪一个或多个异步任务执行情况返回Future的方法
• AbstractExecutorService：ExecutorService执行方法的默认实现
• ScheduledExecutorService：一个可定时调度任务的接口
• ScheduledThreadPoolExecutor：ScheduledExecutorService的实现，一个可定时调度任务的线程池
• ThreadPoolExecutor：线程池，能够经过调用Executors如下静态工厂方法来建立线程池并返回一个ExecutorService对象

阿里发布的 Java开发手册中强制线程池不容许使用 Executors 去建立，而是经过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式让写的同窗更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险

参数说明：

• corePoolSize：核心线程数，若是运行的线程少于corePoolSize，则建立新线程来执行新任务，即便线程池中的其余线程是空闲的
• maximumPoolSize:最大线程数，可容许建立的线程数，corePoolSize和maximumPoolSize设置的边界自动调整池大小：
• corePoolSize <运行的线程数< maximumPoolSize:仅当队列满时才建立新线程
• corePoolSize=运行的线程数= maximumPoolSize：建立固定大小的线程池
• keepAliveTime:若是线程数多于corePoolSize,则这些多余的线程的空闲时间超过keepAliveTime时将被终止
• unit:keepAliveTime参数的时间单位
•  workQueue:保存任务的阻塞队列，与线程池的大小有关：
•   当运行的线程数少于corePoolSize时，在有新任务时直接建立新线程来执行任务而无需再进队列
•   当运行的线程数等于或多于corePoolSize，在有新任务添加时则选加入队列，不直接建立线程
•   当队列满时，在有新任务时就建立新线程
• threadFactory:使用ThreadFactory建立新线程，默认使用defaultThreadFactory建立线程
• handle:定义处理被拒绝任务的策略，默认使用ThreadPoolExecutor.AbortPolicy,任务被拒绝时将抛出RejectExecutorException

newFixedThreadPool

• 建立可重用且固定线程数的线程池，若是线程池中的全部线程都处于活动状态，此时再提交任务就在队列中等待，直到有可用线程
• 若是线程池中的某个线程因为异常而结束时，线程池就会再补充一条新线程

newSingleThreadExecutor

• 建立一个单线程的Executor，若是该线程由于异常而结束就新建一条线程来继续执行后续的任务

newScheduledThreadPool

• 建立一个可延迟执行或按期执行的线程池
• 使用newScheduledThreadPool来模拟心跳机制

newCachedThreadPool

• 建立可缓存的线程池，若是线程池中的线程在60秒未被使用就将被移除
• 在执行新的任务时，当线程池中有以前建立的可用线程就重用可用线程，不然就新建一条线程

Executor的生命周期

• ExecutorService提供了管理Eecutor生命周期的方法
• ExecutorService的生命周期包括了：运行  关闭和终止三种状态

• ExecutorService在初始化建立时处于运行状态。

  shutdown方法等待提交的任务执行完成并再也不接受新任务，在完成所有提交的任务后关闭

  shutdownNow方法将强制终止全部运行中的任务并再也不容许提交新任务

ExecutorCompletionService

• 实现了CompletionService，将执行完成的任务放到阻塞队列中，经过take或poll方法来得到执行结果

• 输出结果：

关注点1 ：线程池大小

• 线程池有两个线程数的设置，一个为核心池线程数，一个为最大线程数。
• 在建立了线程池后，默认状况下，线程池中并无任何线程，等到有任务来才建立线程去执行任务，除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法
• 当建立的线程数等于 corePoolSize 时，会加入设置的阻塞队列。当队列满时，会建立线程执行任务直到线程池中的数量等于maximumPoolSize

关注点2 ：适当的阻塞队列

• java.lang.IllegalStateException: Queue full
• 方法 抛出异常 返回特殊值 一直阻塞 超时退出
• 插入方法 add(e) offer(e) put(e) offer(e,time,unit)
• 移除方法 remove() poll() take() poll(time,unit)
• 检查方法 element() peek() 不可用 不可用
• ArrayBlockingQueue ：一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
• LinkedBlockingQueue ：一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
• PriorityBlockingQueue ：一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
• DelayQueue： 一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
• SynchronousQueue： 一个不存储元素的阻塞队列。
• LinkedTransferQueue： 一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
• LinkedBlockingDeque： 一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

关注点3 ：明确拒绝策略

• ThreadPoolExecutor.AbortPolicy: 丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。 (默认)
• ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，可是不抛出异常。
• ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，而后从新尝试执行任务（重复此过程）
• ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

说明：Executors 各个方法的弊端：

• 1）newFixedThreadPool 和 newSingleThreadExecutor:
  • 主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费很是大的内存，甚至 OOM。
• 2）newCachedThreadPool 和 newScheduledThreadPool:
  • 主要问题是线程数最大数是 Integer.MAX_VALUE，可能会建立数量很是多的线程，甚至 OOM。