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Executor框架的兩級調(diào)度模型

在HotSpot VM的線程模型中，Java線程被一對一映射為本地操作系統(tǒng)線程。Java線程啟動(dòng)時(shí)會創(chuàng)建一個(gè)本地操作系統(tǒng)線程；當(dāng)Java線程終止時(shí)，這個(gè)操作系統(tǒng)線程也會被回收。操作系統(tǒng)會調(diào)用所有線程并將他們分配給可用的CPU。

可以將此種模式分為兩層，在上層，Java多線程程序通常把應(yīng)用程序分解為若干任務(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。

兩級調(diào)度模型的示意圖：

image

Executor框架的結(jié)構(gòu)

Executor框架主要由3大部分組成：

• 任務(wù)： 包括被執(zhí)行的任務(wù)需要實(shí)現(xiàn)的接口：Runable 接口、Callable接口；

• 任務(wù)的執(zhí)行： 包括任務(wù)執(zhí)行機(jī)制的核心接口Executor，以及繼承自Executor的ExecutorService接口。Executor框架有兩個(gè)關(guān)鍵類實(shí)現(xiàn)了ExecutorService接口：ThreadPoolExecutor 和 ScheduledThreadPoolExecutor、ForkJoinPool；

• 任務(wù)的異步計(jì)算結(jié)果： 包括Future接口和實(shí)現(xiàn)Future接口的FutureTask類、ForkJoinTask類。

框架的類與接口：

image

注意一下： 此圖不完整，Executor框架的成員還包括： CompletionService、ExecutorCompletionService 、ForkJoinTask、ForkJoinPool；

---

Executor框架的成員介紹

1、Runnable接口 和 Callable接口

Runnable接口和Callable接口的實(shí)現(xiàn)類，都可以被ThreadPoolExecutor或Scheduled-
ThreadPoolExecutor執(zhí)行。它們之間的區(qū)別是Runnable不會返回結(jié)果，而Callable可以返回結(jié)
果。

除了可以自己創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)Callable接口的對象外，還可以使用工廠類Executors來把一個(gè)
Runnable包裝成一個(gè)Callable。

//Executors方法 public?static?Callable<Object>?callable(Runnable?task); public?static?<T>?Callable<T>?callable(Runnable?task,?T?result);

2、Executor、ExecutorService、AbstractExecutorService、ScheduledExecutorService

Executor 接口： 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。
ExecutorService 接口： 擴(kuò)展了Executor接口，提供了管理終止的方法（shutdown( ) ,etc），以及可為跟蹤一個(gè)或多個(gè)異步任務(wù)執(zhí)行狀況而生成 Future 的方法。
AbstractExecutorService 類： 提供 ExecutorService 執(zhí)行方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。
ScheduledExecutorService 接口： 一個(gè)特殊的 ExecutorService，提供了 可安排在給定的延遲后運(yùn)行或定期執(zhí)行的命令。

3、ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor通常使用工廠類Executors來創(chuàng)建。Executors可以創(chuàng)建3種類型的ThreadPoolExecutor：SingleThreadExecutor、FixedThreadPool和CachedThreadPool。
以下是這三種線程池的應(yīng)用場景說明：

• FixedThreadPool適用于為了滿足資源管理的需求，而需要限制當(dāng)前線程數(shù)量的應(yīng)用場
  景，它適用于負(fù)載比較重的服務(wù)器。

• SingleThreadExecutor適用于需要保證順序地執(zhí)行各個(gè)任務(wù)；并且在任意時(shí)間點(diǎn)，不會有多
  個(gè)線程是活動(dòng)的應(yīng)用場景。

• CachedThreadPool是大小無界的線程池，適用于執(zhí)行很多的短期異步任務(wù)的小程序，或者
  是負(fù)載較輕的服務(wù)器

  4、ScheduledThreadPoolExecutor

ScheduledThreadPoolExecutor通常使用工廠類Executors來創(chuàng)建。Executors可以創(chuàng)建2種類
? ?型的ScheduledThreadPoolExecutor，如下。

• ScheduledThreadPoolExecutor：包含若干個(gè)線程的ScheduledThreadPoolExecutor。

• SingleThreadScheduledExecutor：只包含一個(gè)線程的ScheduledThreadPoolExecutor。

5、Future 接口

Future接口和實(shí)現(xiàn)Future接口的FutureTask類用來表示異步計(jì)算的結(jié)果。當(dāng)我們把Runnable
接口或Callable接口的實(shí)現(xiàn)類提交（submit）給ThreadPoolExecutor或
ScheduledThreadPoolExecutor時(shí)，ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor會向我們
返回一個(gè)FutureTask對象。下面是對應(yīng)的API。

<T>?Future<T>?submit(Callable<T>?task) <T>?Future<T>?submit(Runnable?task,?T?result) Future<>?submit(Runnable?task)

有一點(diǎn)需要讀者注意，到目前最新的JDK 8為止，Java通過上述API返回的是一個(gè)
FutureTask對象。但從API可以看到，Java僅僅保證返回的是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Future接口的對象。在將
來的JDK實(shí)現(xiàn)中，返回的可能不一定是FutureTask

作者：jinggod 出處：http://www.cnblogs.com/jinggod/p/8488648.html

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總結(jié)

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