ExecutorService 类方法介绍及示例

概述

在Java中，ExecutorService是一个接口，它提供了一种方式来管理异步任务的执行。ExecutorService为线程池提供了框架，允许你控制并发执行任务的各个方面，包括任务的调度、任务的取消、任务的结果处理，以及执行过程中可能出现的异常。

使用ExecutorService可以避免显式地创建和管理线程，这有助于减少资源消耗和提高应用程序的响应性。通过ExecutorService，你可以提交Runnable或Callable任务给线程池执行，并获取Future对象来跟踪异步计算的结果。

核心概念

ExecutorService 的核心概念主要围绕着线程池和任务管理。以下是 ExecutorService 的几个核心概念：

1. 线程池：
   • 线程池是一个管理线程集合的框架，它负责线程的创建、销毁、复用和调度。
   • 使用线程池可以避免频繁地创建和销毁线程，从而提高程序的性能和响应速度。
   • ExecutorService 提供了对线程池的统一管理和控制接口。
2. 任务：
   • 任务通常指的是需要并发执行的操作或计算。
   • 在 ExecutorService 中，任务可以是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口的对象。
   • Runnable 任务不返回结果，而 Callable 任务可以返回结果，并且可能抛出异常。
3. 提交任务：
   • 通过 ExecutorService 的 execute(Runnable command) 方法可以提交一个 Runnable 任务。
   • 通过 submit(Callable<T> task) 或 submit(Runnable task, T result) 方法可以提交一个 Callable 任务，并获得一个表示异步计算结果的 Future 对象。
4. Future：
   • Future 用于表示异步计算的结果。它是 ExecutorService 提交 Callable 任务后返回的对象。
   • 通过 Future 对象，可以检查计算是否完成，等待计算完成，并获取计算结果。
   • 如果计算尚未完成，get() 方法会阻塞直到它完成。
5. 关闭线程池：
   • 使用完 ExecutorService 后，应该调用其 shutdown() 方法来启动线程池的关闭序列。
   • shutdown() 方法不会立即停止线程池，而是等待已提交的任务执行完毕后才关闭。
   • 如果需要立即停止所有任务并关闭线程池，可以调用 shutdownNow() 方法。
6. 任务调度：
   • ExecutorService 提供了对任务调度的控制，包括任务的执行顺序、优先级等。
   • 虽然 Java 标准库中的 ExecutorService 实现（如 ThreadPoolExecutor）可能不直接支持任务优先级，但可以通过自定义的 RejectedExecutionHandler 和 ThreadFactory 来实现更复杂的任务调度逻辑。
7. 异常处理：
   • 当任务执行过程中发生异常时，这些异常不会被 ExecutorService 直接处理或抛出。
   • 对于 Runnable 任务，异常通常会被忽略（除非任务中的代码显式地处理它们）。
   • 对于 Callable 任务，异常会被封装在 ExecutionException 中，并通过 Future.get() 方法抛出。

通过使用 ExecutorService，开发者可以更灵活、高效地管理并发任务，而无需直接处理线程的创建、销毁和调度等底层细节。

示例

以下是一些ExecutorService的常用方法：

• submit(Runnable task): 提交一个Runnable任务给线程池执行，并返回一个Future对象，但这个Future的get()方法总是返回null，因为Runnable不返回结果。
• submit(Callable<T> task): 提交一个Callable任务给线程池执行，并返回一个Future<T>对象，这个Future的get()方法可以返回计算的结果。
• execute(Runnable command): 执行一个Runnable任务。这个方法不返回Future，你不能获取到任务的执行结果或处理可能的异常。
• shutdown(): 发起线程池的关闭序列，不再接受新的任务，但已经提交的任务将继续执行。
• shutdownNow(): 尝试停止所有正在执行的任务，暂停处理正在等待的任务，并返回等待执行的任务列表。
• isShutdown(): 如果ExecutorService已经关闭，则返回true。
• isTerminated(): 如果所有任务都已完成执行，则返回true。

当你不再需要ExecutorService时，应该调用shutdown()或shutdownNow()方法来关闭它，以释放它占用的资源。

下面是一个简单的示例，展示了如何使用ExecutorService来提交任务：

import java.util.concurrent.*;  
  
public class ExecutorServiceExample {  
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {  
        // 创建一个固定大小的线程池  
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);  
  
        // 提交一个Callable任务  
        Future<String> future = executorService.submit(new Callable<String>() {  
            @Override  
            public String call() throws Exception {  
                // 模拟耗时任务  
                Thread.sleep(2000);  
                return "Hello from Callable";  
            }  
        });  
  
        // 获取Callable任务的结果  
        String result = future.get();  
        System.out.println(result);  
  
        // 提交一个Runnable任务  
        executorService.submit(new Runnable() {  
            @Override  
            public void run() {  
                // 模拟耗时任务  
                try {  
                    Thread.sleep(1000);  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
                System.out.println("Hello from Runnable");  
            }  
        });  
  
        // 关闭线程池  
        executorService.shutdown();  
  
        // 等待线程池中的任务全部完成  
        if (!executorService.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {  
            executorService.shutdownNow();  
        }  
    }  
}

　　

 

在这个示例中，我们创建了一个固定大小的线程池，并提交了一个Callable任务和一个Runnable任务。Callable任务返回了一个结果，我们通过Future对象获取了这个结果。Runnable任务没有返回值，只是简单地打印了一条消息。最后，我们关闭了线程池，并等待所有任务完成。

注意事项

• 使用完 ExecutorService 后，应该调用 shutdown() 或 shutdownNow() 方法来关闭它，以释放资源。
• 如果线程池中的任务执行时间很长，或者需要处理大量任务，应该考虑使用更复杂的线程池配置和管理策略。