@Async
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Executors接口概述
这个类定义了供Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory和Callable这些接口和类使用的工厂方法和工具方法。
Executors来自java.util.concurrent,是Executor并发框架的主要工具类。
Executors提供了以下几类方法:
- 第1类静态方法:将Runnable转换成Callable。
- 第2类静态方法:线程工厂(ThreadFactory)类。
- 第3类静态方法:实例化几类不可配置的线程池(ExecutorService和ScheduleExecutorService)。
- 第4类静态方法:实例化几类预先配置的常用线程池(ExecutorService)。
- 第5类静态方法:实例化几类预先配置的常用可调度线程池(ScheduleExecutorService)。
第1类静态方法:将Runnable转换成Callable
通过前面的学习,我们知道Runnable并不能返回运行结果,在某些应用场景下,这种缺陷是很不不方便的。而Callable作为一种新的线程实现方式,能够返回值。
Executors工具类提供了一系列方法用于将Runnable转化成Callable,下面列出两种:
- Executors.callable(runnable):将Runnable对象转化成Callable
- Executors.callable(runnable, result):将Runnable对象转化成Callable
对象,与之结合的Future对象返回result。
//定义运行结果
final Integer[] result = {null};
//定义一个Runnable接口
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
result[0] = 111111;
}
};
//定义一个线程池
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
//Executors.callable(runnable)=转换成Callable
运行结果:
Executors.callable(runnable) 的future = null
Executors.callable(runnable, result) 的future = 111111
第2类静态方法:线程工厂(ThreadFactory)类
线程工厂(ThreadFactory)类提供了线程创建的工厂方法。
通过线程工厂创建的线程位于同一线程组(ThreadGroup),并且拥有相同的优先级(priority)。
创建线程工厂(ThreadFactory)类的方法如下:
Executors.defaultThreadFactory()
//创建线程工厂
ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();
//创建多个线程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread thread = threadFactory.newThread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread() + " : " + 22222);
});
//执行此线程
thread.start();
}
运行结果:
Thread[pool-2-thread-1,5,main] : 22222
Thread[pool-2-thread-2,5,main] : 22222
Thread[pool-2-thread-3,5,main] : 22222
Thread[pool-2-thread-5,5,main] : 22222
Thread[pool-2-thread-4,5,main] : 22222
//可以看到,这些线程都属于同一线程组main,且优先级都是默认优先级5。
第3类静态方法:不可配置的线程池
Executors类提供了以下两类静态方法,用于创建不可配置的线程池:
- Executors.unconfigurableExecutorService(executorService):不可配置的线程池
- Executors.unconfigurableScheduledExecutorService(scheduledExecutorService):不可配置的调度线程池
不可配置的线程池通过代理线程池对象DelegatedExecutorService来禁止方法的强制转换
这种方式提供了一种安全地“冻结”配置并且不允许调整给定具体实现的方法。
我本身并没有对这两个方法进行实际编码,只是对齐进行基本了解,其使用思路大概如下:
//定义一个线程池服务ExecutorService
ExecutorService executorService1 = null;
//将上述的线程池服务ExecutorService 转换成 不可配置的线程池服务
ExecutorService unconfigurableExecutorService = Executors.unconfigurableExecutorService(executorService1);
//...业务操作
//关闭服务
unconfigurableExecutorService.shutdownNow();
//定义一个可调度的线程池服务ScheduledExecutorService
ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = null;
//将上述的线程池服务ScheduledExecutorService 转换成 不可配置的可调度的线程池服务
ScheduledExecutorService unconfigurableScheduledExecutorService = Executors.unconfigurableScheduledExecutorService(scheduledExecutorService);
//...业务操作
//关闭服务
unconfigurableScheduledExecutorService.shutdown();
第4类静态方法:几类预先配置的常用线程池
newSingleThreadExecutor - 单任务线程池
- 使用一个单独的工作线程和无界工作队列的线程池。
- 需要注意的是:如果这个工作线程在关闭之前因为执行失败而终止,则如果需要去执行后续任务,可以新建一个线程代替它。
- 任务是按顺序执行的,任意时刻,都不会有超过一个以上的活动线程。
- 不同于等效的newFixedThreadPool(1),newSingleThreadExecutor不能通过配置而达到使用额外线程的目的。
方法定义:
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue()));
}
从方法定义可知:
- 其实际是通过ThreadPoolExecutor构造的。
- 使用了代理类FinalizableDelegatedExecutorService,使之无法修改配置。
参数说明 - corePoolSize = 1 --> 1.至多只有一个活动线程会长期存在
- maximumPoolSize = 1 --> 2.因为无界队列,此参数无实际意义
- keepAliveTime = 0L --> 3.因为无界队列,此参数无实际意义
- TimeUnit = TimeUnit.MILLISECONDS --> 4.因为无界队列,此参数无实际意义
- workQueue = new LinkedBlockingQueue
()) --> 5.无界队列,如果无可用核心线程,则新任务在此等待,不会再创建线程
实例代码:
System.out.println("===================== newSingleThreadExecutor - 单任务线程池");
//定义一个单任务线程池
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
//循环执行5个任务
for (int i = 0; i < 5; i++) {
//永远都是thread-1
singleThreadExecutor.submit(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
});
}
Thread.sleep(1000);
singleThreadExecutor.shutdown();
System.out.println("===================== newSingleThreadExecutor - 单任务线程池");
运行结果:
===================== newSingleThreadExecutor - 单任务线程池
pool-1-thread-1
pool-1-thread-1
pool-1-thread-1
pool-1-thread-1
pool-1-thread-1
===================== newSingleThreadExecutor - 单任务线程池
结果说明:
从运行结果可知,无论向线程池中提交多少任务,其内只是pool-1-thread-1这个线程在执行。
newCachedThreadPool - 缓存线程池
- 创建一个线程池,这个线程池能够按需创建新线程,并且能够重用之前创建的可用线程。
- 这个线程池会典型的提高处理多个短期异步任务的程序的性能。
- 如果有可用的线程,执行任务会尽量重用以前构建的线程。
- 如果没有可用的线程,将会创建一个新的线程,并将此线程添加到线程池中。
- 空闲超过60秒的线程将会被终止,并且从缓存中移除。
- 因此,即使这个线程池空闲再长时间,也不会消耗任何资源。
- 注意,可以通过ThreadPoolExecutor的构造函数,构造具有相似属性不同细节(例如:超时参数)的缓存线程池实现。
方法定义:
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue());
}
从方法定义可知:
- 其实际是通过ThreadPoolExecutor构造的。
参数说明: - corePoolSize = 0 --> 1.不会存在长期存在的线程
- maximumPoolSize = Integer.MAX_VALUE --> 2.最多创建2,147,483,647个线程
- keepAliveTime = 60L --> 3.线程执行完任务后,最多空闲60秒,就会关闭
- TimeUnit = TimeUnit.SECONDS --> 4.线程执行完任务后,最多空闲60秒,就会关闭
- workQueue = new SynchronousQueue
() --> 5.直传队列,新线程到达,不会等待,会直接创建新线程
实例代码:
System.out.println("===================== newCachedThreadPool - 缓存线程池");
//定义一个缓冲线程池
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
//创建5个线程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
//如果无可用线程,则创建新线程
cachedThreadPool.submit(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
});
}
//等待1秒
Thread.sleep(1000);
System.out.println();
//再次重新创建5个线程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
//如果有可用线程,则重用之前创建的线程
cachedThreadPool.submit(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
});
}
//等待1秒
Thread.sleep(70000);
System.out.println();
//再次重新创建5个线程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
//如果有可用线程,则重用之前创建的线程
cachedThreadPool.submit(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
});
}
Thread.sleep(1000);
cachedThreadPool.shutdown();
System.out.println("===================== newCachedThreadPool - 缓存线程池")
运行结果:
===================== newCachedThreadPool - 缓存线程池
pool-2-thread-1
pool-2-thread-3
pool-2-thread-4
pool-2-thread-5
pool-2-thread-2
pool-2-thread-3
pool-2-thread-4
pool-2-thread-1
pool-2-thread-2
pool-2-thread-5
pool-2-thread-6
pool-2-thread-7
pool-2-thread-8
pool-2-thread-9
pool-2-thread-10
===================== newCachedThreadPool - 缓存线程池
结果说明:
- 当无可用的空闲线程时,线程池会创建新的线程来执行新的任务。
- 当有可用的空闲线程时,线程池会优先使用之前创建的线程来执行新的任务。
- 线程的空闲时间超过60秒,就会关闭;这时再进来新的任务,线程池又会创建新线程来执行任务。
newFixedThreadPool - 固定大小线程池
- 创建一个线程池,这个线程池重复使用固定数量的线程池,以及一个共享的无界队列。
- 在任何时候,最多有nThreads个活动的线程。
- 如果所有的nThreads个线程都处于活动状态,则新提交的任务将会在队列中等待。
- 如果一个工作线程在关闭之前因为执行失败而终止,则如果需要去执行后续任务,可以新建一个线程代替它。
- 线程池中的线程会一直存在,直到显式的调用关闭方法shutdown或shutdownNow。
方法定义:
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue());
}
从方法定义可知:
其实际是通过ThreadPoolExecutor构造的。
参数说明:corePoolSize = nThreads --> 1.至多有nThreads个活动线程会长期存在
maximumPoolSize = nThreads --> 2.因为无界队列,此参数无实际意义
keepAliveTime = 0L --> 3.因为无界队列,此参数无实际意义
TimeUnit = TimeUnit.MILLISECOND --> 4.因为无界队列,此参数无实际意义
workQueue = new LinkedBlockedQueue
()> --> 5.无界队列,如果无可用核心线程,则新任务在此等待,不会再创建线程
实例代码:
System.out.println("===================== newFixedThreadPool - 固定大小线程池");
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
//在thread-1 和 Thread-2 之间切换
fixedThreadPool.submit(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
});
}
Thread.sleep(1000);
fixedThreadPool.shutdown();
System.out.println("===================== newFixedThreadPool - 固定大小线程池");
运行结果:
- 从运行结果可知,无论向线程池中提交多少任务,其内只有2个线程在执行。
newWorkStealingPool - 并行工作者线程池
- 创建一个工作窃取线程池,以JVM运行时可以CPU核数作为线程池的并行度。
- 此线程池通过ForkJoinPool实现。
方法定义:
public static ExecutorService newWorkStealingPool() {
return new ForkJoinPool
(Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
null, true);
}
参数说明:
- parallelism = Runtime.getRuntime().availableProcessors() --> 1.并行级别为运行期可用的CPU处理器数量
- factory = ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory --> 2.使用ForkJoinPool默认的工作线程队列
- handler = null --> 3.不设置异常捕捉处理器
- asyncMode = true --> 4.采取异步模式
实例代码:
System.out.println("===================== newWorkStealingPool - 并行任务线程池");
//定义一个并行工作者线程池
ExecutorService workStealingPool = Executors.newWorkStealingPool();
//循环创建线程池
for (int i = 0; i < 20; i++) {
//因为本机CPU为4核,所以并行级别为4,即最多平行四个工作者。
workStealingPool.submit(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
});
}
//
Thread.sleep(1000);
workStealingPool.shutdown();
System.out.println("===================== newWorkStealingPool - 并行任务线程池");
运行结果:
===================== newWorkStealingPool - 并行任务线程池
ForkJoinPool-1-worker-1
ForkJoinPool-1-worker-2
ForkJoinPool-1-worker-1
ForkJoinPool-1-worker-1
ForkJoinPool-1-worker-1
ForkJoinPool-1-worker-1
ForkJoinPool-1-worker-2
ForkJoinPool-1-worker-2
ForkJoinPool-1-worker-2
ForkJoinPool-1-worker-2
ForkJoinPool-1-worker-3
ForkJoinPool-1-worker-3
ForkJoinPool-1-worker-3
ForkJoinPool-1-worker-3
ForkJoinPool-1-worker-3
ForkJoinPool-1-worker-3
ForkJoinPool-1-worker-3
ForkJoinPool-1-worker-0
ForkJoinPool-1-worker-1
ForkJoinPool-1-worker-2
===================== newWorkStealingPool - 并行任务线程池
结果说明:
- 因为本机CPU为4核,所以并行级别为4,即最多平行四个工作者。
第5类静态方法:几类预先配置的常用可调度线程池
newScheduledThreadPool - 固定大小调度线程池
创建一个线程池,这个线程池可以延时执行任务,或者周期性的执行任务。
方法定义:
//Executors
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
//ScheduledThreadPoolExecutor
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
//ThreadPoolExecutor
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}
从方法定义可知:
- 其实际是通过ScheduledThreadPoolExecutor构造的.
- 而ScheduledThreadPoolExecutor是通过ThreadPoolExecutor构造的。
参数说明: - corePoolSize = 指定大小 --> 1.至多有指定数量的活动线程会长期存在
- maximumPoolSize = Integer.MAX_VALUE --> 2.因为无界队里,此参数无实际意义
- keepAliveTime = 0L --> 3.因为无界队列,此参数无实际意义
- TimeUnit = TimeUnit.NANOSECONDS --> 4.因为无界队列,此参数无实际意义
- workQueue = new DelayedWorkQueue() --> 5.一种无界队列,如果无可用核心线程,则新任务在此等待,不会再创建线程
实例代码:
System.out.println("===================== newScheduledThreadPool - 调度线程池");
//定义一个固定大小的调度线程池
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
//循环提交任务
for (int i = 0; i < 5; i++) {
//在thread-1 和 Thread-2 之间切换
//如果不能计算好线程池的核心线程数量和任务延时之间的关系,很可能造成指定的延时任务并未按照计划执行
scheduledThreadPool.schedule(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " begin... ");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " end. ");
}, 2, TimeUnit.SECONDS);
}
Thread.sleep(7000);
System.out.println("===================== newScheduledThreadPool - 调度线程池");
scheduledThreadPool.shutdown();
运行结果:
===================== newScheduledThreadPool - 调度线程池
pool-4-thread-2 begin...
pool-4-thread-1 begin...
pool-4-thread-2 end.
pool-4-thread-2 begin...
pool-4-thread-1 end.
pool-4-thread-1 begin...
pool-4-thread-2 end.
pool-4-thread-2 begin...
pool-4-thread-1 end.
pool-4-thread-2 end.
===================== newScheduledThreadPool - 调度线程池
结果说明:
- 这些任务都在2秒之后才开始执行。
- 这些任务只会通过pool-4-thread-1和pool-4-thread-2这两个工作线程执行。
newSingleThreadScheduledExecutor - 单线程的调度线程池
- 创建一个单线程线程池,这个线程池可以延时执行任务,或者周期性的执行任务。
- 但是请注意,如果这个工作线程在关闭之前因为执行失败而终止,则如果需要去执行后续任务,可以新建一个线程代替它。
- 任务是按顺序执行的,任意时刻,都不会有超过一个以上的活动线程。
- 不同于等效的newScheduledThreadPool(1),newSingleThreadScheduledExecutor不能通过配置而达到使用额外线程的目的。
方法定义:
//Executors
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
return new DelegatedScheduledExecutorService
(new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}
//Executors
DelegatedScheduledExecutorService(ScheduledExecutorService executor) {
super(executor);
e = executor;
}
//Executors
DelegatedExecutorService(ExecutorService executor) { e = executor; }
//ScheduledThreadPoolExecutor
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
//ThreadPoolExecutor
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}
从方法定义可知:
- 使用了代理类DelegatedScheduledExecutorService,使之无法修改配置。
- 其实际是通过ScheduledThreadPoolExecutor构造的.
- 而ScheduledThreadPoolExecutor是通过ThreadPoolExecutor构造的。
参数说明: - corePoolSize = 1 --> 1.至多只有1个的活动线程会长期存在
- maximumPoolSize = Integer.MAX_VALUE --> 2.因为无界队里,此参数无实际意义
- keepAliveTime = 0L --> 3.因为无界队列,此参数无实际意义
- TimeUnit = TimeUnit.NANOSECONDS --> 4.因为无界队列,此参数无实际意义
- workQueue = new DelayedWorkQueue() --> 5.一种无界队列,如果无可用核心线程,则新任务在此等待,不会再创建线程
实例代码:
System.out.println("===================== newSingleThreadScheduledExecutor - 单线程的调度线程池");
//定义一个单线程的调度线程池
ScheduledExecutorService singleThreadScheduledExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
singleThreadScheduledExecutor.schedule(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " begin... ");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " end. ");
}, 2, TimeUnit.SECONDS);
}
Thread.sleep(10000);
System.out.println("===================== newSingleThreadScheduledExecutor - 单线程的调度线程池");
singleThreadScheduledExecutor.shutdown();
运行结果:
===================== newSingleThreadScheduledExecutor - 单线程的调度线程池
pool-5-thread-1 begin...
pool-5-thread-1 end.
pool-5-thread-1 begin...
pool-5-thread-1 end.
pool-5-thread-1 begin...
pool-5-thread-1 end.
pool-5-thread-1 begin...
pool-5-thread-1 end.
pool-5-thread-1 begin...
pool-5-thread-1 end.
===================== newSingleThreadScheduledExecutor - 单线程的调度线程池
结果说明:
- 这些任务都在2秒之后才开始执行。
- 这些任务只会通过pool-4-thread-1这1个工作线程执行。