Java多线程进阶（38）—— J.U.C之executors框架：executors框架概述

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于 2024-02-25 15:44:39 发布 · 1.2k 阅读

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一、executors框架简介

juc-executors框架是整个J.U.C包中类/接口关系最复杂的框架，真正理解executors框架的前提是理清楚各个模块之间的关系，高屋建瓴，从整体到局部才能透彻理解其中各个模块的功能和背后的设计思路。

网上有太多文章讲executors框架，要么泛泛而谈，要么一叶障目不见泰山，缺乏整体视角，很多根本没有理解整个框架的设计思想和模块关系。本文将对整个executors框架做综述，介绍各个模块的功能和联系，后续再深入探讨每个模块，包括模块中的各个工具类。

1.1 从Executor谈起

Executor是JDK1.5时，随着J.U.C引入的一个接口，引入该接口的主要目的是 解耦任务本身和任务的执行 。

我们之前通过线程执行一个任务时，往往需要先创建一个线程，然后调用线程的start方法来执行任务：

    new Thread(new(RunnableTask())).start();

上述RunnableTask是实现了Runnable接口的任务类

而Executor接口解耦了任务和任务的执行，该接口只有一个方法，入参为待执行的任务：

    public interface Executor {
        /**
         * 执行给定的Runnable任务.
         * 根据Executor的实现不同, 具体执行方式也不相同.
         *
         * @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);
    }

我们可以像下面这样执行任务，而不必关心线程的创建：

    Executor executor = someExecutor;       // 创建具体的Executor对象
    executor.execute(new RunnableTask1());
    executor.execute(new RunnableTask2());
    ...

由于Executor仅仅是一个接口，所以根据其实现的不同，执行任务的具体方式也不尽相同，比如：

①同步执行任务

    class DirectExecutor implements Executor {   
        public void execute(Runnable r) {
            r.run();
        }
    }

DirectExecutor是一个同步任务执行器，对于传入的任务，只有执行完成后execute才会返回。

②异步执行任务

    class ThreadPerTaskExecutor implements Executor {
        public void execute(Runnable r) {
            new Thread(r).start();
        }
    }

ThreadPerTaskExecutor是一个异步任务执行器，对于每个任务，执行器都会创建一个新的线程去执行任务。

注意：Java线程与本地操作系统的线程是一一映射的。Java线程启动时会创建一个本地操作系统线程；当该Java线程终止时，对应操作系统线程会被回收。由于CPU资源是有限的，所以线程数量有上限，所以一般由线程池来管理线程的创建/回收，而上面这种方式其实是线程池的雏形。

③对任务进行排队执行

    class SerialExecutor implements Executor {
      final Queue<Runnable> tasks = new ArrayDeque<Runnable>();
      final Executor executor;
      Runnable active;
    
      Serial