JDK5之前，工作单元和执行机制是混合的，JDK以后，将两者分开：

• 工作单元：Runable、Callable定义
• 执行机制：Executor框架负责

  Executor框架的两极调度模型

  用户程序通过Executor框架将任务映射为固定线程
  操作系统将用户线程映射为内核线程，CPU处理

Excutor框架的结构概览

三大组成部分

1. 任务：Runable、Callable
2. 任务调度执行：实现了ExecutorService的两个执行器，ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor

3. 任务执行结果：Future接口，主要是实现Future接口的FutureTask

   整体类图

   

   使用流程图

   

   任务执行器

4. ThreadPoolExecutor

   1. FixedThreadPool
   2. SingleThreadExecutor
   3. SingleThreadExecutor

5. ScheduledThreadPoolExecutor

   1. ScheduledThreadPoolExecutor
   2. ScheduledThreadPoolExecutor

      任务

6. Callable

7. Runable

   任务结果

   Future接口

FixedThreadPool详解

• 只有核心线程
• keepAliveTime是回收多于核心线程的线程数

• LinkedBlockingQueue是无界的

  SinleThreadExecutor详解

  

• 只有一个线程在玩

  CachedThreadPool详解

  

  • 没有核心线程
  • 来任务就创线程

1. 提交一个任务，通过offer到SyncQueue中
2. 若有空闲的线程poll到了，就直接分配给这个线程
3. 若没有线程poll，则立即新建线程，进行poll操作

ScheduledThreadPoolExecutor详解

• 作用：
  • 延迟时间执行任务
  • 定期执行任务

    运行机制

    主要是DelayQueue队列（无界）。所以最大线程池数无意义。

1. 调用scheduleAtFixedRate()方法或者scheduleWith-FixedDelay()方法，会先延迟执行器中的DelayQueue中添加一个实现了RunnableScheduledFutur接口的ScheduledFutureTask。
2. 执行图

3.执行周期的实现
后面再说

ScheduledThreadPoolExecutor的实现

• 队列中元素：ScheduledFutureTask

ScheduledFutureTask

• long time：任务执行的具体时间
• long sequenceNumber：被加入队列的序列号
• long period：任务执行间隔周期
  1. PriorityQueue会把time小的排在前面，率先执行
  2. 若time相同，则比较sequenceNumber

     周期任务执行步骤

     

     其实不用看，一定是先从队列中拿出来，再塞回去的一个过程

1. DelayQueue.take()获取一个到期任务
2. 线程执行任务，并重设time=time+周期时间

3. DelayQueue.add()，再重加回队列

   DelayQueue中take的任务过程

   

4. 获取Lock锁

5. 获取周期任务
   1. 若PriorityQueue空时，Condition等待
   2. 若有元素，且队头元素时间大于当前时间，await到那个time
   3. 可以获取到元素后，若队列不为空，唤醒所有线程
6. 释放锁

   DelayQueue队列的add流程

1. 获取Lock
2. 添加任务
   1. 向PriorityQueue添加任务
   2. 若是头元素，唤醒所有等待的线程
3. 释放Lock

FutureTask详解

FutureTask除了实现Future接口，还实现了Runnable接口。因此FutureTask交给Executor后，调用线程直接执行 FutureTask.run()

FutureTask的3种状态

• 未启动：FutureTask.run()没有被执行之前
• 已启动：调用了run但是没有运行完毕

• 已完成

  • run完成
  • cancel
  • 异常

    状态迁移图

    -

• get方法

  • 未启动或已启动：会阻塞线程
  • 已完成：抛出异常或返回结果
• cancel方法
  • cancel(true)
    • 未启动：任务将永远不被执行
    • 已启动：已中断方式试图停止
  • cancel(false)
    • 未启动：同上
    • 已启动：正常运行完毕
  • 已完成的任务：cancel方法统一返回false

FutureTask的使用

• 产生：ExecutorService.submit()
• 可执行的操作
  • get
  • cancel

FutureTask的实现

基于AQS

get的执行流程

1. 调用AQS.acquireSharedInterruptibly（int arg）
   1. 成功，直接放回结果
   2. 失败，进入等待队列，进入第2步
2. 其他线程release后，唤醒线程，当前线程获取后，离开等待队列，并唤醒后继线程
3. 最后返回结果或抛异常

所有调用get方法的线程会进入等待队列。 任务完成后，会先唤醒队头队列，之后依次传播唤醒

run方法流程

1. 执行Callable.call
2. 原子更新状态，成功，则设置call()放回的结果，再AQS.release
3. 调用done()方法