Executor框架

最新推荐文章于 2025-03-06 20:26:29 发布

灬一抹丶清风

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分类专栏：并发编程

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本文深入解析Java Executor框架，包括其核心组件如ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor的使用场景，以及Future接口和Runnable、Callable接口的区别。介绍了如何通过Executors工厂类创建不同类型的线程池，以满足各种资源管理和任务调度需求。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Executor框架简介

Java的线程既是工作单元，也是执行机制。从JDK 5开始，把工作单元与执行机制分离开来。工作单元包括Runnable和Callable，而执行机制由Executor框架提供。
在这里插入图片描述

框架结构

·Executor是一个接口，它是Executor框架的基础，它将任务的提交与任务的执行分离开来。
·ThreadPoolExecutor是线程池的核心实现类，用来执行被提交的任务。
·ScheduledThreadPoolExecutor是一个实现类，可以在给定的延迟后运行命令，或者定期执行命令。ScheduledThreadPoolExecutor比Timer更灵活，功能更强大。
·Future接口和实现Future接口的FutureTask类，代表异步计算的结果。
·Runnable接口和Callable接口的实现类，都可以被ThreadPoolExecutor或Scheduled-ThreadPoolExecutor执行。
Executor框架成员
（1）ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor通常使用工厂类Executors来创建。Executors可以创建3种类型的ThreadPoolExecutor：SingleThreadExecutor、FixedThreadPool和CachedThreadPool。
1）FixedThreadPool：FixedThreadPool适用于为了满足资源管理的需求，而需要限制当前线程数量的应用场景，它适用于负载比较重的服务器。
2）SingleThreadExecutor：SingleThreadExecutor适用于需要保证顺序地执行各个任务；并且在任意时间点，不会有多个线程是活动的应用场景。
3）CachedThreadPool：CachedThreadPool是大小无界的线程池，适用于执行很多的短期异步任务的小程序，或者是负载较轻的服务器。

（2）ScheduledThreadPoolExecutor
ScheduledThreadPoolExecutor通常使用工厂类Executors来创建。Executors可以创建2种类型的ScheduledThreadPoolExecutor，如下。
1）ScheduledThreadPoolExecutor：包含若干个线程的ScheduledThreadPoolExecutor，适用于需要多个后台线程执行周期任务，同时为了满足资源管理的需求而需要限制后台线程的数量的应用场景。
2）SingleThreadScheduledExecutor：只包含一个线程的ScheduledThreadPoolExecutor，适用于需要单个后台线程执行周期任务，同时需要保证顺序地执行各个任务的应用场景。

（3）Future接口
Future接口和实现Future接口的FutureTask类用来表示异步计算的结果。当我们把Runnable接口或Callable接口的实现类提交（submit）给ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor时，ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor会向我们返回一个FutureTask对象。

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

（4）Runnable接口和Callable接口
Runnable接口和Callable接口的实现类，都可以被ThreadPoolExecutor或Scheduled-ThreadPoolExecutor执行。它们之间的区别是Runnable不会返回结果，而Callable可以返回结果。
除了可以自己创建实现Callable接口的对象外，还可以使用工厂类Executors来把一个Runnable包装成一个Callable。

ScheduledThreadPoolExecutor详解

它主要用来在给定的延迟之后运行任务，或者定期执行任务。ScheduledThreadPoolExecutor的功能与Timer类似，但ScheduledThreadPoolExecutor功能更强大、更灵活。Timer对应的是单个后台线程，而ScheduledThreadPoolExecutor可以在构造函数中指定多个对应的后台线程数。
ScheduledThreadPoolExecutor的执行主要分为两大部分：
1）当调用ScheduledThreadPoolExecutor的scheduleAtFixedRate()方法或者scheduleWith-FixedDelay()方法时，会向ScheduledThreadPoolExecutor的DelayQueue添加一个实现了RunnableScheduledFutur接口的ScheduledFutureTask。
2）线程池中的线程从DelayQueue中获取ScheduledFutureTask，然后执行任务。
在这里插入图片描述

ScheduledExecutorService pool = new ScheduledThreadPoolExecutor(10);
        pool.scheduleAtFixedRate(new work(), 0, 5, TimeUnit.SECONDS);

class work implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        int i=0;
        while(i<10) {
            System.out.println(i++);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

当执行任务的时间大于我们指定的间隔时间时，它并不会在指定间隔时开辟一个新的线程并发执行这个任务。而是等待该线程执行完毕。
scheduleAtFixedRate ，是以上一个任务开始的时间计时，period时间过去后，检测上一个任务是否执行完毕，如果上一个任务执行完毕，则当前任务立即执行，如果上一个任务没有执行完毕，则需要等上一个任务执行完毕后立即执行。
scheduleWithFixedDelay，是以上一个任务结束时开始计时，period时间过去后，立即执行。