Java多线程之Executor框架

Executors创建线程池的方法：

• public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
  创建固定数目线程的线程池。
• public static ExecutorService newCachedThreadPool()
  创建一个可缓存的线程池，调用execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。
• public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
  创建一个单线程化的Executor。
• public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
  创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池，多数情况下可用来替代Timer类。

Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(10);  
Runnable task = new Runnable() {  
    @Override  
    public void run() {  
        System.out.println("task over");  
    }  
};  
executor.execute(task);  

executor = Executors.newScheduledThreadPool(10);  
ScheduledExecutorService scheduler = (ScheduledExecutorService) executor;  
scheduler.scheduleAtFixedRate(task, 10, 10, TimeUnit.SECONDS);  

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ExecutorService与生命周期

ExecutorService扩展了Executor并添加了一些生命周期管理的方法。一个Executor的生命周期有三种状态，运行 ，关闭 ，终止 。Executor创建时处于运行状态。当调用ExecutorService.shutdown()后，处于关闭状态，isShutdown()方法返回true。这时，不应该再想Executor中添加任务，所有已添加的任务执行完毕后，Executor处于终止状态，isTerminated()返回true。
如果Executor处于关闭状态，往Executor提交任务会抛出unchecked exception RejectedExecutionException。

ExecutorService executorService = (ExecutorService) executor;  
while (!executorService.isShutdown()) {  
    try {  
        executorService.execute(task);  
    } catch (RejectedExecutionException ignored) {  

    }  
}  
executorService.shutdown();  

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使用Callable，Future返回结果

Future代表一个异步执行的操作，通过get()方法可以获得操作的结果，如果异步操作还没有完成，则，get()会使当前线程阻塞。FutureTask实现了Future和Runable。Callable代表一个有返回值得操作。

Callable<Integer> func = new Callable<Integer>(){  
    public Integer call() throws Exception {  
        System.out.println("inside callable");  
        Thread.sleep(1000);  
        return new Integer(8);  
    }         
};        
FutureTask<Integer> futureTask  = new FutureTask<Integer>(func);  
Thread newThread = new Thread(futureTask);  
newThread.start();  

try {  
    System.out.println("blocking here");  
    Integer result = futureTask.get();  
    System.out.println(result);  
} catch (InterruptedException ignored) {  
} catch (ExecutionException ignored) {  
}  

ExecutoreService提供了submit()方法，传递一个Callable，或Runnable，返回Future。如果Executor后台线程池还没有完成Callable的计算，这调用返回Future对象的get()方法，会阻塞直到计算完成。

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CompletionService

在刚在的例子中，getResult()方法的实现过程中，迭代了FutureTask的数组，如果任务还没有完成则当前线程会阻塞，如果我们希望任意字任务完成后就把其结果加到result中，而不用依次等待每个任务完成，可以使CompletionService。生产者submit()执行的任务。使用者take()已完成的任务，并按照完成这些任务的顺序处理它们的结果 。也就是调用CompletionService的take方法是，会返回按完成顺序放回任务的结果，CompletionService内部维护了一个阻塞队列BlockingQueue，如果没有任务完成，take()方法也会阻塞。修改刚才的例子使用CompletionService：

public class ConcurrentCalculator2 {  

    private ExecutorService exec;  
    private CompletionService<Long> completionService;  


    private int cpuCoreNumber;  

    // 内部类  
    class SumCalculator implements Callable<Long> {  
        ......  
    }  

    public ConcurrentCalculator2() {  
        cpuCoreNumber = Runtime.getRuntime().availableProcessors();  
        exec = Executors.newFixedThreadPool(cpuCoreNumber);  
        completionService = new ExecutorCompletionService<Long>(exec);  


    }  

    public Long sum(final int[] numbers) {  
        // 根据CPU核心个数拆分任务，创建FutureTask并提交到Executor  
        for (int i = 0; i < cpuCoreNumber; i++) {  
            int increment = numbers.length / cpuCoreNumber + 1;  
            int start = increment * i;  
            int end = increment * i + increment;  
            if (end > numbers.length)  
                end = numbers.length;  
            SumCalculator subCalc = new SumCalculator(numbers, start, end);   
            if (!exec.isShutdown()) {  
                completionService.submit(subCalc);  


            }  

        }  
        return getResult();  
    }  

    /** 
     * 迭代每个只任务，获得部分和，相加返回 
     *  
     * @return 
     */  
    public Long getResult() {  
        Long result = 0l;  
        for (int i = 0; i < cpuCoreNumber; i++) {              
            try {  
                Long subSum = completionService.take().get();  
                result += subSum;             
            } catch (InterruptedException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } catch (ExecutionException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
        return result;  
    }  

    public void close() {  
        exec.shutdown();  
    }  
}