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java并发编程:线程执行器

前面介绍了创建 Java 线程和操作线程的基本方法。程序员在编写并发程序时，除了要创建程序外，还需要对线程的运行进行控制。为了减轻负担，Java 提供了线程执行器用于对线程的运行进行管理。本章介绍了几种常用的线程执行器。

一、线程池

前面介绍的内容，都是通过创建线程的方法使程序并行运行的。采用的方法一般是：创建一个 Runnable 对象，然后封装为 Thread 对象，通过 start() 方法启动线程，并在线程运行过程中通过 sleep()、interrupt() 等方法来控制线程的运行。

1、之前的程序中，线程的创建、运行、休眠和终止都是要手动完成的，如果需要创建的线程过多的话，这样就很麻烦了。

2、创建的线程数量过多或者太少，都不能很好的提高执行效率。

3、创建一个新的线程需要的代价很高，尤其是创建多个生命周期较短的线程时，程序执行的时间有可能浪费在线程的创建和注销上。

线程池说明

线程池包括了若干个准备运行的空闲线程。线程在程序运行的开始创建，可以把创建的 Runnable 对象交给线程池中的线程运行；运行完成后，如果没有其他任务，线程转入休眠状态，等有任务的时候再唤醒，直到所有任务都执行结束再关闭线程池，从而减少了重复创建和销毁线程的开销。

线程池机制分离了任务的创建和执行。使用线程池执行器，仅需要实现 Runnable 对象，并将该对象交给执行器。执行器会使用线程池中的线程执行，避免额外创建线程的开销。线程池执行器起到了维护和管理线程的作用，从而将程序员从繁琐的线程管理任务中解放出来。

从 JDK1.5 开始，Java 并发库中引入了 Executor 框架。该框架包括接口 Executor 及其子接口 ExecutorService,以及实现了上面两个接口的类 ThreadPoolExecutor。

1.1、Executor 接口

Executor 接口的对象可以接受提交到线程池的 Runnable 任务。该接口实现了任务的提交和任务的执行分离。

该接口定义了一个 execute() 方法，形式如下：

void execute(Runnable command)

该方法用于异步地(在未来某个时间)执行给定的 Runnable 对象。

其使用方法如下：

Executor executor = ...;
executor.execute(new RunnableTask1());

可以看出，使用 executor 不用显式地创建线程，也不用显式地调用线程的 start() 方法。

1.2、ExecutorService 接口

ExecutorService 接口从父接口 Executor 继承，定义的形式如下：

public interface ExecutorService extends Executor

ExecutorService 接口提供了关闭线程池的 shutdown() 方法，关闭后的线程池将不再接受新的任务。

1.3、ThreadPoolExecutor 类

ThreadPoolExecutor 类可以用来创建一个线程池，定义的形式如下：

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService

它有以下 4 个构造方法：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue) {}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler) {}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory) {}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) {}

corePoolSize：线程池核心线程数
maximumPoolSize：线程池最大数
keepAliveTime：空闲线程存活时间
unit：时间单位
workQueue：线程池所使用的缓冲队列
threadFactory：线程池创建线程使用的工厂
handler：线程池对拒绝任务的处理策略

ThreadPoolExecutor 类的实例可以通过它的构造方法来创建，也可以通过工厂类 Executor 的相关方法来创建。

当创建了 ThreadPoolExecutor 对象后，就可以将 Runnable 和 Callable 对象交给该线程池运行。每一个 ThreadPoolExecutor 都维护了一些基本的统计信息，例如已完成的线程数。

ThreadPoolExecutor 类的常用方法：

protected void afterExecute(Runnable r,Throwable t) : 在执行给定的 Runnable 对象 r 之后调用的方法。
protected void beforeExecute(Thread t,Runnable r) : 在执行给定的 Runnable 对象 r 之前调用的方法。
void execute(Runnable command) : 执行给定的 Runnable 对象。
int getActiveCount() : 获的处于活动状态的线程数。
int getMaximumPoolSize() : 获得线程池的最大容量。
BlockingQueue<Runnable> getQueue() : 获得阻塞队列。
boolean isShutdown() ：判断线程池是否关闭。
void shutdown() : 关闭线程池。
List<Runnable> shutdownNow() : 尝试停止所有处于活动状态的线程，返回等待执行的任务列表。