第十章 Executor 框架

从 JDK 1.5 开始，Java 将工作单元与执行机制分离开来。

工作单元包括 Runnable 和 Callable，而执行机制由 Executor 框架提供。

10.1 Executor 框架介绍

上层：Java 多线程程序通常把应用分解为若干个任务，然后使用用户级的调度器（Executor 框架）将这些任务映射为固定数量的线程。

底层：操作系统内核将这些线程映射到硬件处理器上。

Executor 框架主要由 3 部分组成：

任务。包括被执行任务需要实现的接口：Runnable、Callable接口
- Runnable 接口和 Callable 接口都可以被 ThreadPoolExecutor 或 ScheduledThreadPoolExecutor 执行
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 ，是 Executor 框架的基础，将任务的提交与任务的执行分离开来
- ThreadPoolExecutor，是线程池的核心实现类，用来执行被提交的任务
- ScheduledThreadPoolExecutor，可以在给定的延迟后运行命令，或者定期执行命令，比 Timer 更灵活、强大。
异步计算的结果。包括接口 Future 和实现 Future 的 FutureTask 类
- Future 接口和实现 Future 的 FutureTask 类，代表异步计算的结果。

主要流程为：

主线程创建实现 Runnable、Callable 接口的任务对象
Executors 将 Runnable 对象封装为 Callable 对象
将 Runnable 对象交给 ExecutorService.execute(Runnable command) 执行，或者交给 ExecutorService.submit(Callable
task) 执行
1. 如果执行 submit，则 ExecutorService 返回一个实现 Future 接口的对象。
2. 由于 FutureTask 实现了 Runnable，因此FutureTask 也可以直接交给 ExecutorService 执行
主线程执行 FutureTask.get() 方法等待任务执行完成；或者执行 FutureTask.cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 来取消任务执行

ThreadPoolExecutor：通常由工厂类 Executors 创建，可创建以下 3 种类型的ThreadPoolExecutor
1. FixedThreadPool：创建使用固定线程数的ThreadPool，适用于需要限制当前线程数量的应用场景，适用于负载较重的服务器。
2. SingleThreadExecutor：创建使用单个线程的 ThreadPool，适用于需要顺序执行各个任务；且在任意时间点，不会有多个线程是活动的应用场景
3. CachedThreadPool：创建一个会根据需要创建新线程的 ThreadPool，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。
ScheduledThreadPoolExecutor：通常由工厂类 Executors 创建，可创建以下 2 种类型的 ScheduledThreadPoolExecutor
1. ScheduledThreadPoolExecutor，包含若干线程，适用于需要多个后台线程周期执行任务，同时需要限制后台线程数量的场景
2. SingleThreadScheduledExecutor，只包含一个线程，适用于需要单个后台线程执行周期任务，同时需要保证顺序执行各个任务的应用场景
Future/FutureTask：表示异步计算的结果
Runnable/Callable：被 ThreadPoolExecutor 执行的任务。
1. Runnable 不返回结果
2. Callable 返回结果