參考：https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/50890554

1. Executor框架

為什么需要線程池？

在java中，使用線程來執(zhí)行異步任務(wù)時，線程的創(chuàng)建和銷毀需要一定的開銷，如果我們?yōu)槊恳粋€任務(wù)創(chuàng)建一個新的線程來執(zhí)行的話，那么這些線程的創(chuàng)建與銷毀將消耗大量的計算資源。

同時為每一個任務(wù)創(chuàng)建一個新線程來執(zhí)行，這樣的方式可能會使處于高負荷狀態(tài)的應(yīng)用最終崩潰。

所以線程池的出現(xiàn)為解決這個問題帶來曙光。

我們將在線程池中創(chuàng)建若干條線程，當(dāng)有任務(wù)需要執(zhí)行時就從該線程池中獲取一條線程來執(zhí)行任務(wù)，如果一時間任務(wù)過多，超出線程池的線程數(shù)量，那么后面的線程任務(wù)就進入一個等待隊列進行等待，直到線程池有線程處于空閑時才從等待隊列獲取要執(zhí)行的任務(wù)進行處理，以此循環(huán).....這樣就大大減少了線程創(chuàng)建和銷毀的開銷，也會緩解我們的應(yīng)用處于超負荷時的情況。

1.1 Executor框架的兩級調(diào)度模型

在java線程啟動時會創(chuàng)建一個本地操作系統(tǒng)線程，當(dāng)該java線程終止時，這個操作系統(tǒng)線程也會被回收。

而每一個java線程都會被一對一映射為本地操作系統(tǒng)的線程，操作系統(tǒng)會調(diào)度所有的線程并將它們分別給可用的CPU。

而所謂的映射方式是這樣實現(xiàn)的：

• 在上層，java多線程程序通過把應(yīng)用分為若干個任務(wù)，然后使用用戶級的調(diào)度器（Executor框架）將這些任務(wù)映射為固定數(shù)量的線程；
• 在底層，操作系統(tǒng)內(nèi)核將這些線程映射到硬件處理器上。這樣種兩級調(diào)度模型如下圖所示：

從圖中我們可以看出，應(yīng)用程序通過Executor框架控制上層的調(diào)度，而下層的調(diào)度由操作系統(tǒng)內(nèi)核控制，下層的調(diào)度不受應(yīng)用程序的控制。

1.2 Executor框架的結(jié)構(gòu)

Executor框架的結(jié)構(gòu)主要包括3個部分

任務(wù)：包括被執(zhí)行任務(wù)需要實現(xiàn)的接口：Runnable接口或Callable接口

任務(wù)的執(zhí)行：包括任務(wù)執(zhí)行機制的核心接口Executor，以及繼承自Executor的EexcutorService接口。Exrcutor有兩個關(guān)鍵類實現(xiàn)了ExecutorService接口（ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor）

異步計算的結(jié)果：包括接口Future和實現(xiàn)Future接口的FutureTask類

這些類間的關(guān)系的UML圖：

• Extecutor是一個接口，它是Executor框架的基礎(chǔ)，它將任務(wù)的提交與任務(wù)的執(zhí)行分離開來。
• ThreadPoolExecutor是線程池的核心實現(xiàn)類，用來執(zhí)行被提交的任務(wù)。
• ScheduledThreadPoolExecutor是一個實現(xiàn)類，可以在給定的延遲后運行命令，或者定期執(zhí)行命令。
• ScheduledThreadPoolExecutor比Timer更靈活，功能更強大。
• Future接口和實現(xiàn)Future接口的FutureTask類，代表異步計算的結(jié)果。
• Runnable接口和Callable接口的實現(xiàn)類，都可以被ThreadPoolExecutor或者ScheduledThreadPoolExecutor執(zhí)行。區(qū)別就是Runnable無法返回執(zhí)行結(jié)果，而Callable可以返回執(zhí)行結(jié)果。
• Executor 和 ExectorService 這兩個接口的主要區(qū)別：
  • ExectorService 接口繼承了Executor 接口，是它的子接口；
  • Executor 接口定義了execute()方法用來接收一個Runnable接口的對象，而ExecutorService接口中的submit()方法可以接受Runnable和Callable接口的對象；
  • Executor 中的execute()方法不返回任何結(jié)果，ExecutorService的submit()方法可以通過一個Future對象返回運算結(jié)果；
  • ExecutorService允許客戶端提交一個任務(wù)，并且還提供用來控制線程池的方法，比如：調(diào)用shutDown()方法終止線程池

它們間的執(zhí)行關(guān)系：

分析說明：

主線程首先創(chuàng)建實現(xiàn)Runnable或Callable接口的任務(wù)對象；

工具類Executors可以把一個Runnable對象封裝為一個Callable對象，使用如下兩種方式：

Executors.callable(Runnable task)

Executors.callable(Runnable task,Object resule)。

然后可以把Runnable對象直接提交給ExecutorService執(zhí)行，方法為ExecutorService.execute(Runnable command)；

或者也可以把Runnable對象或者Callable對象提交給ExecutorService執(zhí)行，方法為ExecutorService.submit(Runnable task)或ExecutorService.submit(Callable<T> task)。

這里需要注意的是如果執(zhí)行ExecutorService.submit(...)，ExecutorService將返回一個實現(xiàn)Future接口的對象（其實就是FutureTask）。

當(dāng)然由于FutureTask實現(xiàn)了Runnable接口，我們也可以直接創(chuàng)建FutureTask，然后提交給ExecutorService執(zhí)行。

到此Executor框架的主要體系結(jié)構(gòu)我們都介紹完了，我們對此有了大概了解后，下面我們就重點聊聊兩個主要的線程池實現(xiàn)類。

2.ThreadPoolExecutor

3. 3種常見的線程池

它們都直接或者間接地通過配置ThreadPoolExecutor來實現(xiàn)自己的功能特性，這個3種線程池分別是FixedThreadPool，CachedThreadPool，ScheduledThreadPool以及SingleThreadExecutor。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Executor框架、ThreadPoolExecutor、3种常见的线程池的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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