Java 并发学习之ExecutorService

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();

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四、综合实例

package concurrent;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
*
* @author leizhimin 2008-11-25 14:28:59
*/
public class TestCachedThreadPool {
        public static void main(String[] args) {
//                ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
                ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
//         ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                        executorService.execute(new TestRunnable());
                        System.out.println("************* a" + i + " *************");
                }
                executorService.shutdown();
        }
}

class TestRunnable implements Runnable {
        public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程被调用了。");
                while (true) {
                        try {
                                Thread.sleep(5000);
                                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                        } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                        }
                }
        }
}

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运行结果：

************* a0 *************
************* a1 *************
pool-1-thread-2线程被调用了。
************* a2 *************
pool-1-thread-3线程被调用了。
pool-1-thread-1线程被调用了。
************* a3 *************
************* a4 *************
pool-1-thread-4线程被调用了。
pool-1-thread-5线程被调用了。
pool-1-thread-2
pool-1-thread-1
pool-1-thread-3
pool-1-thread-5
pool-1-thread-4
pool-1-thread-2
pool-1-thread-1
pool-1-thread-3
pool-1-thread-5
pool-1-thread-4 

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五、获取任务的执行的返回值

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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submit(Callable<T> task) 方法来执行，并且返回一个 <T> Future<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 Runnable，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。
Executors 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：

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

/**
* Callable接口测试
*
* @author leizhimin 2008-11-26 9:20:13
*/
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;
        }

        /**
         * 任务的具体过程，一旦任务传给ExecutorService的submit方法，则该方法自动在一个线程上执行。
         *
         * @return
         * @throws Exception
         */
        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();
        }
}

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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

Process finished with exit code 0