一、Executor 框架的調(diào)度模型
1.1 目的
在平時的開發(fā)中，我們經(jīng)常需要將一些耗時的任務放到異步線程當中進行處理，而線程的創(chuàng)建和銷毀都是需要耗費資源的，設計Executor框架的目的就是為了在上層能夠?qū)@些異步任務進行有效地管理和調(diào)度。
1.2 調(diào)度模型
我們可以把Executor框架想象成一個公司，開發(fā)者所需要完成的任務則是一個訂單，那么任務的執(zhí)行可以分解為下面這個過程：
- 開發(fā)者將訂單提交給公司
- 公司把訂單指派給對應的員工
- 公司員工將訂單交給工廠
- 工廠員工執(zhí)行訂單
訂單、公司、公司員工、工廠和工廠員工這幾個概念的映射如下圖所示：
Executor框架對于內(nèi)部線程的調(diào)度過程，就可以理解為公司對于員工的管理機制，而這一過程對于開發(fā)者是不可見的。
二、Executor 框架
整個Executor的框架主要由三個部分組成：
-
FutureTask：任務 -
ThreadPoolExecutor：常規(guī)任務管理者 -
ScheduledThreadPoolExecutor：周期任務管理者
下面，我們就分這三個部分來簡要介紹一下涉及到的相關類。
2.1 任務
與任務相關的類的繼承關系如下圖所示：
當我們向ThreadPoolExecutor或者ScheduledThreadPoolExecutor提交任務時，有以下四種方式：
public void execute(Runnable command)
public Future<?> submit(Runnable task)
public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result)
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task)
- 當通過
execute方法提交一個Runnable的實現(xiàn)類時，不會得到返回的結果 - 當通過
submit方法提交一個Runnable或者Callable的實現(xiàn)類時，會返回一個Future的實現(xiàn)類，在目前JDK的實現(xiàn)當中： - 提交到
ThreadPoolExecutor，返回FutureTask - 提交到
ScheduledThreadPoolExecutor，返回ScheduledFutureTask
Future接口所提供的方法提供了下面幾個功能：
- 通過
isCancelled()和isDone()方法來獲取任務當前的狀態(tài) - 通過
cancel()來取消任務的執(zhí)行 - 通過
get()方法來阻塞地獲取任務的執(zhí)行結果
2.2 常規(guī)任務管理者
與常規(guī)任務執(zhí)行者相關的類的繼承關系如下：
ThreadPoolExecutor通常作為常規(guī)任務的管理者，根據(jù)線程池的大小、工作隊列的區(qū)別，可以實現(xiàn)不同的任務管理策略。
一般情況下，通常使用工廠類Executors來創(chuàng)建不同類型ThreadPoolExecutor：
-
FixedThreadPool：為了滿足限制當前線程數(shù)量的場景，適用于負載比較重的服務器。 -
SingleThreadPoolExecutor：適用于需要保證順序地執(zhí)行各個任務，在任意時間點，不會有多個活動的應用場景。 -
CacheThreadPool：大小無界的線程池，適用于執(zhí)行很多的短期異步任務的小程序或者是負載較輕的服務器。
2.3 周期任務管理者
與周期任務有關的類的繼承關系如下：
ScheduledThreadPoolExecutor相比于ThreadPoolExecutor，它主要用來在給定的延遲之后運行任務，或者定期執(zhí)行任務。和ThreadPoolExecutor類似，我們也可以通過Executors類來獲得它不同的實現(xiàn)：
-
ScheduledThreadPoolExecutor：適用于需要多個后臺線程執(zhí)行周期任務，同時為了滿足資源管理的需求而需要限制后臺線程的數(shù)量的應用場景。 -
SingleThreadScheduledExecutor：適用于需要單個后臺線程執(zhí)行周期任務，同時需要保證順序地執(zhí)行各個任務的應用場景。
三、小結
通過Executor框架，就可以把工作單元與執(zhí)行機制進行分離，開發(fā)者只需要把需要執(zhí)行的任務通過Runnable或者Callable封裝成為執(zhí)行單元，具體的執(zhí)行機制則由Executor的實現(xiàn)類去處理，免去了開發(fā)者對于任務的管理成本。
這篇文章，主要是對Executor框架進行了一個簡要的介紹，之后我們會深入到第二節(jié)討論的三個部分當中，分析Executor內(nèi)部對于線程管理的實現(xiàn)機制。
