ExecutorService线程池的用法

在Java5之后，并发线程这块发生了根本的变化，最重要的莫过于新的启动、调度、管理线程的一大堆API了。在Java5以后，通过 Executor来启动线程比用Thread的start()更好。在新特征中，可以很容易控制线程的启动、执行和关闭过程，还可以很容易使用线程池的特性。

一、创建任务

任务就是一个实现了Runnable接口的类。

创建的时候实run方法即可。

二、执行任务

通过java.util.concurrent.ExecutorService接口对象来执行任务，该接口对象通过工具类java.util.concurrent.Executors的静态方法来创建。

Executors此包中所定义的 Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService 、ThreadFactory 和 Callable 类的工厂和实用方法。

ExecutorService提供了管理终止的方法，以及可为跟踪一个或多个异步任务执行状况而生成 Future 的方法。 可以关闭 ExecutorService，这将导致其停止接受新任务。关闭后，执行程序将最后终止，这时没有任务在执行，也没有任务在等待执行，并且无法提交新任务。

executorService.execute(new TestRunnable());

1、创建ExecutorService

通过工具类java.util.concurrent.Executors的静态方法来创建。

Executors此包中所定义的 Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService 、ThreadFactory 和 Callable 类的工厂和实用方法。

比如，创建一个ExecutorService的实例，ExecutorService实际上是一个线程池的管理工具：

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

2、将任务添加到线程去执行

当将一个任务添加到线程池中的时候，线程池会为每个任务创建一个线程，该线程会在之后的某个时刻自动执行。

三、关闭执行服务对象

executorService.shutdown();

五、获取任务的执行的返回值

在Java5之后，任务分两类：一类是实现了Runnable接口的类，一类是实现了Callable接口的类。两者都可以被 ExecutorService执行，但是Runnable任务没有返回值，而Callable任务有返回值。并且Callable的call()方法只能通过ExecutorService的 ( <T> task) 方法来执行，并且返回一个  <T> <T>，是表示任务等待完成的 Future。

public interface Callable<V> 

返回结果并且可能抛出异常的任务。实现者定义了一个不带任何参数的叫做 call 的方法。 

Callable 接口类似于，两者都是为那些其实例可能被另一个线程执行的类设计的。但是 Runnable 不会返回结果，并且无法抛出经过检查的异常。 

类包含一些从其他普通形式转换成  Callable 类的实用方法。

Callable中的call()方法类似Runnable的run()方法，就是前者有返回值，后者没有。

当将一个Callable的对象传递给ExecutorService的submit方法，则该call方法自动在一个线程上执行，并且会返回执行结果Future对象。

同样，将Runnable的对象传递给ExecutorService的submit方法，则该run方法自动在一个线程上执行，并且会返回执行结果Future对象，但是在该Future对象上调用get方法，将返回null。

遗憾的是，在Java API文档中，这块介绍的很糊涂，估计是翻译人员还没搞清楚的缘故吧。或者说是注释不到位。下面看个例子：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;


public class CallableDemo {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
List<Future<String>> resultList =  new ArrayList<Future<String>>();

//创建10个任务并执行
for ( int i = 0; i < 10; i++) {
//使用ExecutorService执行Callable类型的任务，并将结果保存在future变量中
Future<String> future = executorService.submit( new TaskWithResult(i));
//将任务执行结果存储到List中
resultList.add(future);
}

//遍历任务的结果
for (Future<String> fs : resultList) {
try {
System.out.println(fs.get());  //打印各个线程（任务）执行的结果
}  catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}  catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}  finally {
//启动一次顺序关闭，执行以前提交的任务，但不接受新任务。如果已经关闭，则调用没有其他作用。
executorService.shutdown();
}
}
}
}


class TaskWithResult  implements Callable<String> {
private int id;

public TaskWithResult( int id) {
this.id = id;
}


public String call()  throws Exception {
System.out.println( "call()方法被自动调用,干活！！！ " + Thread.currentThread().getName());
//一个模拟耗时的操作
for ( int i = 999999; i > 0; i--) ;
return "call()方法被自动调用，任务的结果是：" + id +  " " + Thread.currentThread().getName();
}
}

运行结果：

call()方法被自动调用,干活！！！ pool-1-thread-1
call()方法被自动调用,干活！！！ pool-1-thread-3
call()方法被自动调用,干活！！！ pool-1-thread-4
call()方法被自动调用,干活！！！ pool-1-thread-6
call()方法被自动调用,干活！！！ pool-1-thread-2
call()方法被自动调用,干活！！！ pool-1-thread-5
call()方法被自动调用，任务的结果是：0 pool-1-thread-1
call()方法被自动调用，任务的结果是：1 pool-1-thread-2
call()方法被自动调用,干活！！！ pool-1-thread-2
call()方法被自动调用,干活！！！ pool-1-thread-6
call()方法被自动调用,干活！！！ pool-1-thread-4
call()方法被自动调用，任务的结果是：2 pool-1-thread-3
call()方法被自动调用,干活！！！ pool-1-thread-3
call()方法被自动调用，任务的结果是：3 pool-1-thread-4
call()方法被自动调用，任务的结果是：4 pool-1-thread-5
call()方法被自动调用，任务的结果是：5 pool-1-thread-6
call()方法被自动调用，任务的结果是：6 pool-1-thread-2
call()方法被自动调用，任务的结果是：7 pool-1-thread-6
call()方法被自动调用，任务的结果是：8 pool-1-thread-4
call()方法被自动调用，任务的结果是：9 pool-1-thread-3

几种不同的ExecutorService线程池对象

1.newCachedThreadPool()	-缓存型池子，先查看池中有没有以前建立的线程，如果有，就reuse.如果没有，就建一个新的线程加入池中 -缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务 因此在一些面向连接的daemon型SERVER中用得不多。 -能reuse的线程，必须是timeout IDLE内的池中线程，缺省timeout是60s,超过这个IDLE时长，线程实例将被终止及移出池。  注意，放入CachedThreadPool的线程不必担心其结束，超过TIMEOUT不活动，其会自动被终止。
2. newFixedThreadPool	-newFixedThreadPool与cacheThreadPool差不多，也是能reuse就用，但不能随时建新的线程 -其独特之处:任意时间点，最多只能有固定数目的活动线程存在，此时如果有新的线程要建立，只能放在另外的队列中等待，直到当前的线程中某个线程终止直接被移出池子 -和cacheThreadPool不同，FixedThreadPool没有IDLE机制（可能也有，但既然文档没提，肯定非常长，类似依赖上层的TCP或UDP IDLE机制之类的），所以FixedThreadPool多数针对一些很稳定很固定的正规并发线程，多用于服务器 -从方法的源代码看，cache池和fixed 池调用的是同一个底层池，只不过参数不同: fixed池线程数固定，并且是0秒IDLE（无IDLE） cache池线程数支持0-Integer.MAX_VALUE(显然完全没考虑主机的资源承受能力），60秒IDLE
3.ScheduledThreadPool	-调度型线程池 -这个池子里的线程可以按schedule依次delay执行，或周期执行
4.SingleThreadExecutor	-单例线程，任意时间池中只能有一个线程 -用的是和cache池和fixed池相同的底层池，但线程数目是1-1,0秒IDLE（无IDLE）

上面四种线程池，都使用Executor的缺省线程工厂建立线程，也可单独定义自己的线程工厂
下面是缺省线程工厂代码:

static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {  static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);  final ThreadGroup group;  final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);  final String namePrefix;  DefaultThreadFactory() {  SecurityManager s = System.getSecurityManager();  group = (s != null)? s.getThreadGroup() :Thread.currentThread().getThreadGroup();  namePrefix = "pool-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-";  }  public Thread newThread(Runnable r) {  Thread t = new Thread(group, r,namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),0);  if (t.isDaemon())  t.setDaemon(false);  if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)  t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);  return t;  }  }

也可自己定义ThreadFactory，加入建立池的参数中

public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {

Executor的execute()方法
execute() 方法将Runnable实例加入pool中,并进行一些pool size计算和优先级处理
execute() 方法本身在Executor接口中定义,有多个实现类都定义了不同的execute()方法
如ThreadPoolExecutor类（cache,fiexed,single三种池子都是调用它）的execute方法如下：

public void execute(Runnable command) {  if (command == null)  throw new NullPointerException();  if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {  if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {  if (runState != RUNNING || poolSize == 0)  ensureQueuedTaskHandled(command);  }  else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))  reject(command); // is shutdown or saturated  }  }