Executor的实现

末蓝、 2021-12-15 11:51 290阅读 0赞

Executor框架最核心的类是ThreadPoolExecutor它是线程的核型类，主要由下列4个组件构成。

1.corePool:核心线程池的大小

2.maximumPool:最大线程池的大小

3.BlockingQueue:用来暂时保存任务的工作队列

4.RejectedExecutionHandler:当ThreadPoolExecutor已经关闭或ThradPoolExecutor已经饱和时(达到了最大线程池大小且工作队列已满),execute()方法将要调用Handler.

下面通过Executor框架的工具类Executors,可以创建3种类型的ThreadPoolExecutor:

1.FixedThreadPool

2.SingleThreadExecutor

3.CachedThreadPool

1.FixedThreadPool的创建方式：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
       
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }
    corePool 和 maximumPool 等于nThreads指定线程数。当线程池中的线程数大于corePoolsize时，keepAliveTime为多余的空闲线程等待新任务的最长时间，超过这个时间后多余的线程将被终止。
    这里将keepAliveTime设置为0l,意味者将多余空闲线程将会立即终止。

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1）如果当前运行的线程数少于corePoolSize，则创建新线程来执行任务。

2）在线程池完成预热之后（当前运行的线程数等于corePoolSize),将任务加入LinkedBlockingQueue.

3) 线程执行完1中的任务后，会在循环中反复从LinkedBlockingQueue获取任务来执行

FixedThreadPool使用无界队列作为线程池中的工作队列（队列容量为Interger.MAX\_VALUE).使用无界队列作为工作队列。

1）当线程池中的线程数达到corePoolSize后，新任务将在无解队列中等待，因此线程池中的线程数不会超过corePoolSize

2) 由于1，使用无界队列时maximumPoolSize将是一个无效参数

3）由于1和2，使用无界队列时keepAliveTime将是一个无效参数

4)由于使用无解队列，运行中的FixedThreadPool(未执行方法shutdown()或shutdownNow())不会拒绝任务（不会调用RejectedExecutionHandler.rejectedExecution方法）

**2.SingleThreadExecutor**

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
       
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }
    SinggleThreadExecutor的corePoolSize和maximumPoolSize被设置为1.其他参数与FixedThreadPool相同。

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执行过程：
      1）如果当前线程的线程数少于corePoolsize(即线程池中无运行的线程），则创建一个新的线程来执行任务
      2) 在线程池完成预热之后（当前线程池中的一个运行线程),将任务加入LinkedBlockingQueue.
      3) 线程执行完1中的任务后，会在一个无限循环中从LinkedBlockingQueue获取任务来执行。
    
    3.CachedThreadPool

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
       
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

CachedThreadPool的corePoolSize被设置为0，即corePool为空;maximumPoolSize被设置为Inter.MAX_VALUE,即maximumPool是无界的。这里把keepAliveTime设置为60L,意味者CachedThreadPool中的空闲
    线程等待新任务的最长时间为60秒,空闲时间超过60秒就会被终止。
    FixedThreadPool和SingleThreadExecutor使用无界队列LinkedBlockingQueue作为线程池的工作队列。CachedThreadPool使用没有容量的SynchronousQueue作为线程池的工作队列，但CachedThreadPool的maximumPool
    是无界的。这意味者，如果主线程提交任务的速度高于maximumPool线程处理任务的速度时，CachedThreadPool会不断创建新线程。极端情况下，CachedThreadPool会创建创建多线程而耗尽CPU和资源。

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执行过程：

1）首先执行SynchronousQueue.offer(Runnable task).如果当前maximumPool中有空线程正在执行SynchronousQueue.poll(),那么主线程offer操作与空闲线程执行的poll操作配对成功，主线程把任务交给空闲线程执行，execute()方法执行完成；否则执行下面步骤2）、

2）当初始maximumPool为空，或者maximumPool中没有空闲线程时，将没有线程执行SynchronousQueue.poll.这种情况下，步骤1将失败。此时CachedThreadedPool会创建一个新线程执行任务，execute()方法执行完成

3）步骤2）中创建的线程将任务执行完成后，会执行Synchronous.poll.这个poll操作会让空闲线程最多在SynchronousQueue中等待60秒种。如果60秒内主线程提交来一个新任务，那么这个空闲线程将执行主线程提交的任务；否则，这个空闲线程将终止。由于60秒的空闲线程将会被终止，因此长时间保持空闲的CachedThreadPool不会使用任何资源。

ScheduledThreadPoolExecutor详解：

ScheduledThreadPoolExecutor继承自ThreadPoolExecutor.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功能更强大、更灵活。Timer对应的是单个后台线程，而SchduledThreadPoolExecutor可以构造函数中指定多个对应的后台线程数。

接口scheduleAtFixedRate原型定义及参数说明:

public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,
                                                  long initialDelay,
                                                  long period,
                                                  TimeUnit unit);

command：执行线程  
initialDelay：初始化延时  
period：两次开始执行最小间隔时间  
unit：计时单位

接口scheduleWithFixedDelay原型定义及参数说明:

public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,
                                                     long initialDelay,
                                                     long delay,
                                                     TimeUnit unit);

command：执行线程  
initialDelay：初始化延时  
period：前一次执行结束到下一次执行开始的间隔时间（间隔执行延迟时间）  
unit：计时单位.

这里要注意的是：

上面写的内容有不严谨的地方，比如对于scheduleAtFixedRate方法，当我们要执行的任务大于我们指定的执行间隔时会怎么样呢？

对于中文API中的注释，我们可能会被忽悠，认为无论怎么样，它都会按照我们指定的间隔进行执行，其实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。

* Creates and executes a periodic action that becomes enabled first
         * after the given initial delay, and subsequently with the given
         * period; that is executions will commence after
         * {@code initialDelay} then {@code initialDelay+period}, then
         * {@code initialDelay + 2 * period}, and so on.
         * If any execution of the task
         * encounters an exception, subsequent executions are suppressed.
         * Otherwise, the task will only terminate via cancellation or
         * termination of the executor.  If any execution of this task
         * takes longer than its period, then subsequent executions
         * may start late, but will not concurrently execute.

上图插入的注解是原文注释，我们翻译黄色注释：如果任务执行遇到异常，接下来的任务执行将被阻止。因此任务仅仅终止或者取消还有执行结束。如果任务执行长于周期间隔，接下来的任务执行将会延期，不会并发执行（也就是一起执行）。

定时任务ScheduledFutureTask的3个成员变量，如下：

1. long型成员变量time,表示这个任务将要执行的具体时间。

2.long型成员变量sequenceNumber,表示这个任务被添加到ScheduledThreadPoolExecutor中的序号。

3.long型成员变量period,表示任务执行的间隔周期

DelayQueue封装了一个PriorityQueue，这个PriorityQueue会对队列中的ScheduledFutureTask进行排序。排序时，time小的排在前面(时间早的任务将被先执行）。如果两个SchduledFutureTask

的time相同，就比较sequenceNumber,sequenceNumber小的排在前面。

执行某个周期任务的过程：

![1231823-20181007160439284-1239649561.png][]

1)线程1从DelayQueue中获取已经到期的任务(time>大于当前时间）

2)线程1执行这个ScheduledFutureTask。

3)线程1修改ScheduledFutureTask的time变量为下次将要被执行的时间

4)线程1把这个修改time之后的ScheduledFutureTask放回DelayQueue中。

转载于:https://www.cnblogs.com/caibixiang123/p/9750392.html

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