【译】Executor, ExecutorService 和 Executors 间的不同

文章目录
  1. 1. Executor
  2. 2. ExecutorService
  3. 3. Executors
  4. 4. Executor vs ExecutorService vs Executors
  5. 5. 总结
  6. 6. 译者注
  7. 7. 相关文档

搁了好久没更博客,再不写要被某人 BS 了,咦。。。。。

原文链接

java.util.concurrent.Executor, java.util.concurrent.ExecutorService, java.util.concurrent. Executors 这三者均是 Java Executor 框架的一部分,用来提供线程池的功能。因为创建和管理线程非常心累,并且操作系统通常对线程数有限制,所以建议使用线程池来并发执行任务,而不是每次请求进来时创建一个线程。使用线程池不仅可以提高应用的响应时间,还可以避免"java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread" 之类的错误。

在 Java 1.5 时,开发者需要关心线程池的创建和管理,但在 Java 1.5 之后 Executor 框架提供了多种内置的线程池,例如:FixedThreadPool(包含固定数目的线程),CachedThreadPool(可根据需要创建新的线程)等等。

Executor

Executor, ExecutorService, 和 Executors 最主要的区别是 Executor 是一个抽象层面的核心接口(大致代码如下)。

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public interface Executor {
void execute(Runnable command);
}

不同于 java.lang.Thread 类将任务和执行耦合在一起, Executor 将任务本身和执行任务分离,可以阅读 difference between Thread and Executor 来了解 Thread 和 Executor 间更多的不同。

ExecutorService

ExecutorService 接口 对 Executor 接口进行了扩展,提供了返回 Future 对象,终止,关闭线程池等方法。当调用 shutDown 方法时,线程池会停止接受新的任务,但会完成正在 pending 中的任务。

Future 对象提供了异步执行,这意味着无需等待任务执行的完成,只要提交需要执行的任务,然后在需要时检查 Future 是否已经有了结果,如果任务已经执行完成,就可以通过 Future.get() 方法获得执行结果。需要注意的是,Future.get() 方法是一个阻塞式的方法,如果调用时任务还没有完成,会等待直到任务执行结束。

通过 ExecutorService.submit() 方法返回的 Future 对象,还可以取消任务的执行。Future 提供了 cancel() 方法用来取消执行 pending 中的任务。

ExecutorService 部分代码如下:

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public interface ExecutorService extends Executor {
void shutdown();
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
}

Executors

Executors 是一个工具类,类似于 Collections。提供工厂方法来创建不同类型的线程池,比如 FixedThreadPool 或 CachedThreadPool。

Executors 部分代码:

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public class Executors {
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>());
}
}

下面详细看一下三者的区别:

Executor vs ExecutorService vs Executors

正如上面所说,这三者均是 Executor 框架中的一部分。Java 开发者很有必要学习和理解他们,以便更高效的使用 Java 提供的不同类型的线程池。总结一下这三者间的区别,以便大家更好的理解:

  • Executor 和 ExecutorService 这两个接口主要的区别是:ExecutorService 接口继承了 Executor 接口,是 Executor 的子接口
  • Executor 和 ExecutorService 第二个区别是:Executor 接口定义了 execute()方法用来接收一个Runnable接口的对象,而 ExecutorService 接口中的 submit()方法可以接受RunnableCallable接口的对象。
  • Executor 和 ExecutorService 接口第三个区别是 Executor 中的 execute() 方法不返回任何结果,而 ExecutorService 中的 submit()方法可以通过一个 Future 对象返回运算结果。
  • Executor 和 ExecutorService 接口第四个区别是除了允许客户端提交一个任务,ExecutorService 还提供用来控制线程池的方法。比如:调用 shutDown() 方法终止线程池。可以通过 《Java Concurrency in Practice》 一书了解更多关于关闭线程池和如何处理 pending 的任务的知识。
  • Executors 类提供工厂方法用来创建不同类型的线程池。比如: newSingleThreadExecutor() 创建一个只有一个线程的线程池,newFixedThreadPool(int numOfThreads)来创建固定线程数的线程池,newCachedThreadPool()可以根据需要创建新的线程,但如果已有线程是空闲的会重用已有线程。

总结

下表列出了 Executor 和 ExecutorService 的区别:

Executor ExecutorService
Executor 是 Java 线程池的核心接口,用来并发执行提交的任务 ExecutorService 是 Executor 接口的扩展,提供了异步执行和关闭线程池的方法
提供execute()方法用来提交任务 提供submit()方法用来提交任务
execute()方法无返回值 submit()方法返回Future对象,可用来获取任务执行结果
不能取消任务 可以通过Future.cancel()取消pending中的任务
没有提供和关闭线程池有关的方法 提供了关闭线程池的方法

译者注

个人觉得,利用 Executors 类提供的工厂方法来创建一个线程池是很方便,但对于需要根据实际情况自定义线程池某些参数的场景,就不太适用了。

举个例子:
当线程池中的线程均处于工作状态,并且线程数已达线程池允许的最大线程数时,就会采取指定的饱和策略来处理新提交的任务。总共有四种策略:

  • AbortPolicy: 直接抛异常
  • CallerRunsPolicy: 用调用者的线程来运行任务
  • DiscardOldestPolicy: 丢弃线程队列里最近的一个任务,执行新提交的任务
  • DiscardPolicy 直接将新任务丢弃

如果使用 Executors 的工厂方法创建的线程池,那么饱和策略都是采用默认的 AbortPolicy,所以如果我们想当线程池已满的情况,使用调用者的线程来运行任务,就要自己创建线程池,指定想要的饱和策略,而不是使用 Executors 了。

所以我们可以根据需要创建 ThreadPoolExecutor(ExecutorService接口的实现类) 对象,自定义一些参数,而不是调用 Executors 的工厂方法创建。

当然,在使用 Spring 框架的项目中,也可以使用 Spring 提供的 ThreadPoolTaskExecutor 类来创建线程池。ThreadPoolTaskExecutor 与 ThreadPoolExecutor 类似,也提供了许多参数用来自定义线程池,比如:核心线程池大小,线程池最大数量,饱和策略,线程活动保持时间等等。

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