java多线程之Executor 与 ExecutorService两个基本接口

一、Executor 接口简介

　　Executor接口是Executor框架的一个最基本的接口，Executor框架的大部分类都直接或间接地实现了此接口。

　　只有一个方法

void execute(Runnable command)： 在未来某个时间执行给定的命令。该命令可能在新的线程、已入池的线程或者正调用的线程中执行，这由 Executor 实现决定。

public interface Executor {

    /**
     * Executes the given command at some time in the future.  The command
     * may execute in a new thread, in a pooled thread, or in the calling
     * thread, at the discretion of the {@code Executor} implementation.
     *
     * @param command the runnable task
     * @throws RejectedExecutionException if this task cannot be
     * accepted for execution
     * @throws NullPointerException if command is null
     */
    void execute(Runnable command);
}

Executor的几种实现原理介绍：

　　1、 Executor 接口并没有严格地要求执行是异步的。在最简单的情况下，执行程序可以在调用者的线程中立即运行已提交的任务：

class DirectExecutor implements Executor {
     public void execute(Runnable r) {
         r.run();
     }
 }

　　2、更常见的是，任务是在某个不是调用者线程的线程中执行的。以下执行程序将为每个任务生成一个新线程。

class ThreadPerTaskExecutor implements Executor {
     public void execute(Runnable r) {
         new Thread(r).start();
     }
 }

　　3、许多 Executor 实现都对调度任务的方式和时间强加了某种限制。以下执行程序使任务提交与第二个执行程序保持连续，这说明了一个复合执行程序。

 class SerialExecutor implements Executor {
     private final Queue<Runnable> tasks = new ArrayDeque<Runnable>();
     private  final Executor executor;
     Runnable active;

     SerialExecutor(Executor executor) {
         this.executor = executor;
     }

     public synchronized void execute(final Runnable r) {
         tasks.offer(new Runnable() {
             public void run() {
                 try {
                     r.run();
                 } finally {
                     scheduleNext();
                 }
             }
         });
         if (active == null) {
             scheduleNext();
         }
     }

     protected synchronized void scheduleNext() {
         if ((active = tasks.poll()) != null) {
             executor.execute(active);
         }
     }

 }

二、ExecutorService 接口简介

　　ExecutorService 是一个接口，提供了管理终止的方法，以及可为跟踪一个或多个异步任务执行状况而生成Future 的方法。

　　ExecutorService 的实现：

三个实现类：AbstractExecutorService（默认实现类） , ScheduledThreadPoolExecutor, ThreadPoolExecutor
Executors 提供了此接口的几种常用实现的工厂方法。

1. 从Executor 接口中继承了不跟踪异步线程，没有返回的 execute 方法：

void execute(Runnable command);

2.扩展的跟踪异步线程、返回Future 接口的实现类的方法：

public interface ExecutorService extends Executor {

    //启动一次顺序关闭，执行以前提交的任务，但不接受新任务。如果已经关闭，则调用没有其他作用。
    void shutdown();

   //试图停止所有正在执行的活动任务，暂停处理正在等待的任务，并返回等待执行的任务列表。 无法保证能够停止正在处理的活动执行任务，但是会尽力尝试。例如，在 ThreadPoolExecutor 中，通过 Thread.interrupt() 来取消典型的实现，所以如果任务无法响应中断，则永远无法终止。
    List<Runnable> shutdownNow();

   //如果此执行程序已关闭，则返回 true。
    boolean isShutdown();

   //如果关闭后所有任务都已完成，则返回 true。注意，除非首先调用 shutdown 或 shutdownNow，否则 isTerminated 永不为 true。
    boolean isTerminated();

   //一直等待，直到所有任务完成。请求关闭、发生超时或者当前线程中断，无论哪一个首先发生之后，都将导致阻塞，直到所有任务完成执行，或者超时时间的到来如果此执行程序终止，则返回 true；如果终止前超时期满，则返回 false
  boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

   //提交一个返回值的任务用于执行，返回一个表示任务的未决结果的 Future。该 Future 的 get 方法在成功完成时将会返回该任务的结果。如果想立即阻塞任务的等待，则可以使用 result = exec.submit(aCallable).get(); 形式的构造
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);

    //提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。该 Future 的 get 方法在成功完成时将会返回给定的结果。
    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

    //提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。该 Future 的 get 方法在成功 完成时将会返回 null。
    Future<?> submit(Runnable task);

    //执行给定的任务，当所有任务完成时，返回保持任务状态和结果的 Future 列表。返回列表的所有元素的 Future.isDone() 为 true。注意，可以正常地或通过抛出异常来终止已完成 任务。如果正在进行此操作时修改了给定的 collection，则此方法的结果是不确定的。
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException;

   //超时等待，同上。
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                  long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

   //与 invokeAll的区别是，任务列表里只要有一个任务完成了，就立即返回。而且一旦正常或异常返回后，则取消尚未完成的任务。
    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException, ExecutionException;

    //超时等待，同上。
    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                    long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}