一、Executor框架介绍
Executor框架是JDK1.5之后出现的,位于juc包中,是并发程序设计的工具之一。1.5之前Java的线程既是工作单元,也是执行机制。从JDK5开始,把工作单元和执行机制分离开来。工作单元包括Runnable和Callable,而执行机制由Executor框架提供。
Executor框架主要由4部分组成:
- 任务的定义,包括被执行任务需要实现的接口:Runnable接口或者Callable接口。
- 任务的提交,继承自Executor的ExecutorService接口,扩充了任务提交的方法submit
- 任务的执行,任务执行机制的核心接口Executor,定义了execute方法
- 任务的结果,异步计算的结果。包括Future,ScheduledFuture接口以及主要实现FutureTask,ScheduledFutureTask
主要实现,Executor框架有两个关键类实现了ExecutorService接口(ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor)
二、Executor框架的类结构图:

三、Executor框架的成员
- Executor接口
Executor接口是整个框架的总接口,正如上面所述,它描述了框架的主要实现思想:任务内容与执行的解耦。其源码很短,我们可以看看:
package java.util.concurrent;
public interface Executor {
/**
* Executes the given command at some time in the future. The command
* may execute in a new thread, in a pooled thread, or in the calling
* thread, at the discretion of the {@code Executor} implementation.
*
* 在将来某一时刻执行给定的指令,该指令可能会在一个新的线程、或一个线程池中的线程、
* 或在正调用的线程中执行,这取决于Executor接口的实现
*
* @param command the runnable task
* @throws RejectedExecutionException if this task cannot be
* accepted for execution
* @throws NullPointerException if command is null
*/
void execute(Runnable command);
}
- ExecutorService接口
ExecutorService接口继承了Executor接口,Executor接口仅仅描述了思想,定义了一个执行器,ExecutorService接口在其基础上进一步丰富了框架的接口,为框架定义了更多内容,包括:任务的提交,执行器的终止关闭等。
- 任务的停止
/**
* 终止新任务的接收,已接收的任务却需要继续执行。这是保证已提交任务全部执行的终止方法
*/
void shutdown();
/**
* 强制终止方法,它会试图停止正在执行的线程任务(并不确保一定能停止,因为其实现会使用
* Thread.interrupt()方法来进行线程任务中断执行,但是如果任务线程不会响应该中断,则不会被终止)
* 并且不再执行处于等待状态的其他任务,将这些从未执行过的任务以列表的方式返回
*/
List<Runnable> shutdownNow();
- 任务的提交
/**
* 任务执行成功后返回一个表示该任务的Future,通过其get方法可获取到在Callable任务中指定的返回内容
*/
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
/**
* 第二个参数result为预设的返回值,任务执行成功通过Future返回值的get方法可获取到该预设值
*/
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
/**
* 任务执行成功会返回一个表示该任务的Future,通过get方法只能得到null,即无实际意义的返回值
*/
Future<?> submit(Runnable task);
关于Callable与Future后面会简单介绍。
- invokeAny 提交多个任务并全部执行,返回第一个执行成功的任务,若不存在(前面所有任务都执行异常,不成功),返回最后一个任务的执行异常(两种情况下,任务列表中其他未完成的任务皆取消执行)
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks) throws InterruptedException, ExecutionException;
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
- invokeAll 提交多个任务并全部执行,当列表中的所有任务执行完毕之后,返回所有任务的结果组成的列表,此时列表中所有的Future中的isDone均为true,表示所有任务均被执行。如果某个任务执行出现异常,或因时限期满而返回,isDone仍然为true,但Future状态分别为3和6(后续会解释)
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks) throws InterruptedException;
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
- AbstractExecutorService 与 ScheduledExecutorService
AbstractExecutorService 是一个抽象类,实现了ExecutorService接口。这是ExecutorService的默认实现,我们来看下AbstractExecutorService中实现的方法:

并未对ExecutorService接口做扩展,实现了submit方法与invoke系列方法,这里只简单看下submit方法。
public Future<?> submit(Runnable task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
execute(ftask);
return ftask;
}
public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task, result);
execute(ftask);
return ftask;
}
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
execute(ftask);
return ftask;
}
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {
return new FutureTask<T>(runnable, value);
}
/**
* 将入参任务封装成了FutureTask,而FutureTask的run方法是自带异常捕捉的,这就是为什么execute直接抛出异常,submit没有直接抛出异常的原因。
* https://juejin.cn/post/6844904071577468935
*/
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
return new FutureTask<T>(callable);
}
ScheduledExecutorService 继承 ExecutorService接口,额外定义了一些定时执行任务的操作接口。

/**
* 在给定的延迟时间delay后,执行任务command,仅执行一次.
* 返回一个代表任务结果的ScheduledFuture,入参为Runnable,所以该ScheduledFuture的get方法只返回null
*/
public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit);
/**
* 同上,区别仅在于入参不同,所以返回值ScheduledFuture的get方法可获取到非空值
*/
public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable, long delay, TimeUnit unit);
/**
* 以固定频率来执行线程任务,固定频率的含义就是可能设定的固定时间不足以完成线程任务,但是它不管,达到设定的延迟时间了就要执行下一次了
*/
public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit);
/**
* 以固定延迟(时间)来执行线程任务,它实际上是不管线程任务的执行时间的,每次都要把任务执行完成后再延迟固定时间后再执行下一次。
*/
public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit);
- ThreadPoolExecutor 以及 ScheduledThreadPoolExecutor
https://www.jianshu.com/nb/24061051
https://www.jianshu.com/p/c41e942bcd64
https://www.jianshu.com/p/f030aa5d7a28
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