异步多线程----执行器(Executor)

  如果程序中创建了大量的生命期很短的线程,应该使用线程池(thread pool)。一个线程池中包含许多准备运行的空线程。将Runnable对象交给线程池,就会有一个线程调用run方法。当run方法退出时,线程不会死亡,而是在池中准备为下一个请求提供服务。
  另一个使用线程池的理由是减少并发线程的数目创建大量线程会大大降低性能甚至使虚拟机崩溃。如果有一个会创建许多线程的算法,应该使用一个线程数“固定的”线程池以限制并发线程的总数。

  执行器(Executor)类有许多静态工厂方法用来构建线程池。

newCachedThreadPool      |       必要时创建新线程;空闲线程会被保留60秒
newFixedThreadPool       |       该池包含固定数量的线程;空闲线程会一直被保留。
newSingleThreadExecutor  |       只有一个线程的“池”,该线程顺序执行每一个提交的任务
newScheduledThreadPool   |       用于预定执行而构建的固定线程池,替代java.util.Timer
newSingleThreadScheduledExecutor 用于预定执行而构建的单线程“池”

1.线程池

  • newCachedThreadPool方法构建了一个线程池,对于每个任务,如果有空线程可用,立即让它执行任务,如果没有可用的空线程,则创建一个新线程
  • newFixedThreadPool方法构建一个具有固定大小的线程池。如果提交的任务数多于空闲的线程数,那么把得不到服务的任务放置到队列中。
  • newSingleThreadExecutor是一个退化了的大小为1的线程池:由一个线程执行提交的任务,一个接着一个。

  上面3个方法返回实现了ExecutorService接口ThreadPoolExecutor类的对象

  
  可以使用下面的方法将一个Runnable对象或Callable对象提交给ExecutorService

//提交指定的任务去执行
Future<?> submit(Runnable task)
Future<T> submit(Runnable task, T result)
Future<T> submit(Callable<T> task)

  该线程池会在方便的时候尽早执行提交的任务。调用submit时会得到一个Future对象,可用来查询该任务的状态。
  第一个submit方法返回一个Future<?>。可以使用这样一个对象来调用isDone、cancel或isCancelled。但是,get方法在完成的时候只是简单地返回null。
  第二版本的Submit也提交一个Runnable,并且Future的get方法在完成的时候返回指定的result对象。
  第三个版本的Submit提交一个Callable,并且返回的Future对象将在计算结构准备好的时候得到它。

  当用完一个线程池的时候,调用shutdown。该方法启动该池的关闭序列。被关闭的执行器不再接受新的任务。当所有任务都完成以后,线程池中的线程死亡。另一种方法是调用shutdownNow。该池取消尚未开始的所有任务并试图中断正在运行的线程

  总结在使用线程池时应该做的事:

1.调用Executors类中静态的方法newCachedThreadPool或newFixedThreadPool。
2.调用submit提交Runnable或Callable对象。
3.如果想要取消一个任务,或如果提交Callable对象,那就要保存好返回的Future对象。
4.当不再提交任何任务时,调用shutdown。

  继续以一个计算匹配的文件数目程序为例:

class MatchCounter implements Callable<Integer>
{
    private File directory;
    private String keyword;
    private ExecutorService pool;
    private int count;

    public MatchCounter(File directory, String keyword, ExecutorService pool) {
          this.directory = directory;
          this.keyword = keyword;
          this.pool = pool;
}

    public Integer call() {
          count = 0;
          try {
                File [] files = directory.listFiles();
                List<Future<Integer>> results = new ArrayList<>();

                for ( File file : files) {
                    if ( file.isDirectory()) {
                        MatchCounter counter = new MatchCounter(file, keyword, pool);
                        Future<Integer> result = pool.submit(counter);
                        results.add(result);
                    }
                    else {
                        if( search(file)) count++;
                    }
                }

                for (Future<Integer> result : results) {
                    try{
                            count += result.get();  
                        }
                    catch (ExecutionException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                 }
          }
          catch (InterruptedException e) {}    

          return count;

      }

}

public boolean search(File file) {...}

public class FutureTest {
      public static void main(String[] args) {
          MatchCounter counter = new MatchCounter(new File(directory), keyword, pool);
          Future<Integer> result = pool.submit(counter);
          ...
          pool.shutdown();
      }
}

2.预定执行

  ScheduledExecutorService接口具有为预定执行(Scheduled Execution)或重复执行任务而设计的方法。它是一种允许使用线程池机制的java.util.Timer的泛化。Executors类的newScheduledThreadPoolnewSingleThreadScheduledExecutor方法将返回实现了ScheduledExecutorService接口的对象。
  可以预定Runnable或Callable在初始的延迟之后只运行一次。也可以预定一个Runnable对象周期性地运行。详见API。

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