并发编程第十章：Executor框架

Executor框架主要由3大部分组成如下。

1. 任务。包括被执行任务需要实现的接口：Runnable接口或Callable接口。
2. 任务的执行。包括任务执行机制的核心接口Executor，以及继承自Executor的ExecutorService接口。Executor框架有两个关键类实现了ExecutorService接口（ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor）。
3. 异步计算的结果。包括接口Future和实现Future接口的FutureTask类。

Executor框架包含的主要的类与接口如图

主线程首先要创建实现Runnable或者Callable接口的任务对象。工具类Executors可以把一个Runnable对象封装为一个Callable对象（Executors.callable（Runnable task）或Executors.callable（Runnable task，Object resule））。然后可以把Runnable对象直接交给ExecutorService执行（ExecutorService.execute（Runnablecommand））；或者也可以把Runnable对象或Callable对象提交给ExecutorService执行（ExecutorService.submit（Runnable task）或ExecutorService.submit（Callabletask））。如果执行ExecutorService.submit（…），ExecutorService将返回一个实现Future接口的对象（到目前为止的JDK中，返回的是FutureTask对象）。由于FutureTask实现了Runnable，程序员也可以创建FutureTask，然后直接交给ExecutorService执行。最后，主线程可以执行FutureTask.get()方法来等待任务执行完成。主线程也可以执行FutureTask.cancel（boolean mayInterruptIfRunning）来取消此任务的执行。

Executor框架的成员

本节将介绍Executor框架的主要成员：ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor、Future接口、Runnable接口、Callable接口和Executors。

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。 下面分别介绍这3种ThreadPoolExecutor。
   1. FixedThreadPool。下面是Executors提供的，创建使用固定线程数的FixedThreadPool的API。public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactorythreadFactory) 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。下面是Executors提供的，创建使用单个线程的SingleThread-Executor的API。 public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory)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。下面是Executors提供的，创建一个会根据需要创建新线程的CachedThreadPool的API。public static ExecutorService newCachedThreadPool()public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory)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
   2. SingleThreadScheduledExecutor。只包含一个线程的ScheduledThreadPoolExecutor。

      下面分别介绍这两种ScheduledThreadPoolExecutor。 下面是工厂类Executors提供的，创建固定个数线程的ScheduledThreadPoolExecutor的API。 public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize,ThreadFactory threadFactory) 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。下面是Executors提供的，创建单个线程的SingleThreadScheduledExecutor的API。public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() public staticScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactorythreadFactory)SingleThreadScheduledExecutor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。下面是对应的API。 Future submit(Callable task) Future submit(Runnable task, T result) Future<> submit(Runnable task)有一点需要读者注意，到目前最新的JDK 8为止，Java通过上述API返回的是一个 FutureTask对象。但从API可以看到，Java仅仅保证返回的是一个实现了Future接口的对象。在将来的JDK实现中，返回的可能不一定是FutureTask。

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。下面是Executors提供的，把一个Runnable包装成一个Callable的API。public static Callable