java多线程：ExecutorService解析（五）

       前面几篇博客写到的多线程实现基本都是显式调用了Thread的start()方法，除了这种方法有没有其他的实现方法呢，这里我们来看下java.util.concurrent包下的ExecutorService实现。

看一个简单的例子： 

public class ThreadTest {

public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
executorService.execute(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("Asynchronous task");
}
});

executorService.shutdown();
}
}
这个例子其实很容易看懂，首先使用newFixedThreadPool() 工厂方法创建一个 ExecutorService ，上述代码创建了一个可以容纳10个线程任务的线程池。然后向execute() 方法中传递一个异步的 Runnable 接口的实现，这样做会让 ExecutorService 中的某个线程执行这个 Runnable线程。

由此可以看出ExecutorService使用线程池来管理线程，可以重复利用已经创建出来的线程而不是每次都必须新创建线程，节省了一部分的开销。线程池可以很方便的管理线程的大小和当前在执行的线程数量。
除了上述的newFixedThreadPool实现方式， ExecutorService 实例的创建方式有以下几种：
ExecutorService executorService1 = Executors.newSingleThreadExecutor();
ExecutorService executorService2 = Executors.newFixedThreadPool(10);
ExecutorService executorService3 = Executors.newScheduledThreadPool(10);

说完了创建我们再看ExecutorService中的方法：
package java.util.concurrent;
import java.util.List;
import java.util.Collection;

public interface ExecutorService extends Executor {

void shutdown();

List<Runnable> shutdownNow();

boolean isShutdown();

boolean isTerminated();

boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException;

<T> Future<T> submit(Callable<T> task);

<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

Future<?> submit(Runnable task);

<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
throws InterruptedException;

<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException;

<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
throws InterruptedException, ExecutionException;

<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

这里有几种不同的方式让你将任务委托给一个ExecutorService：

1   execute(Runnable)

2   submit(Runnable)

3   submit(Callable)

4   invokeAny(...)

5   invokeAll(...)

execute(Runnable)

方法 execute(Runnable)接收一个 java.lang.Runnable 对象作为参数，并且以异步的方式执行它。如下是一个使用 ExecutorService 执行 Runnable的例子：

ExecutorService executorService =Executors.newSingleThreadExecutor();

executorService.execute(newRunnable() {
public void run() {
System.out.println("Asynchronous task");
}
});

executorService.shutdown();
使用这种方式没有办法获取执行 Runnable之后的结果，如果你希望获取运行之后的返回值，就必须使用 接收 Callable 参数的 execute() 方法，后者将会在下文中提到。

submit(Runnable)

方法 submit(Runnable)同样接收一个 Runnable 的实现作为参数，但是会返回一个 Future 对象。这个 Future 对象可以用于判断 Runnable是否结束执行。如下是一个 ExecutorService 的 submit() 方法的例子：

Future future = executorService.submit(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("Asynchronous task");
}
});
//如果任务结束执行则返回 null
System.out.println("future.get()=" + future.get());

submit(Callable)

方法 submit(Callable) 和方法submit(Runnable) 比较类似，但是区别则在于它们接收不同的参数类型。Callable 的实例与 Runnable 的实例很类似，但是Callable 的 call() 方法可以返回一个结果。方法 Runnable.run() 则不能返回结果。

Callable 的返回值可以从方法submit(Callable) 返回的 Future 对象中获取。如下是一个 ExecutorService Callable 的样例：

Future future = executorService.submit(newCallable(){
public Object call() throwsException {
System.out.println("AsynchronousCallable");
return "CallableResult";
}
});
System.out.println("future.get()= " + future.get());
上述样例代码会输出如下结果：

Asynchronous Callable
future.get() = Callable Result

inVokeAny()

方法 invokeAny() 接收一个包含Callable 对象的集合作为参数。调用该方法不会返回 Future 对象，而是返回集合中某一个 Callable对象的结果，而且无法保证调用之后返回的结果是哪一个 Callable，只知道它是这些 Callable 中一个执行结束的 Callable 对象。

如果一个任务运行完毕或者抛出异常，方法会取消其它的Callable 的执行。

以下是一个样例：

Future future = executorService.submit(newCallable(){
public Object call() throwsException {
System.out.println("AsynchronousCallable");
return "CallableResult";
}
});
System.out.println("future.get()= " + future.get());

ExecutorService executorService =Executors.newSingleThreadExecutor();
Set<Callable<String>>callables = new HashSet<Callable<String>>();
callables.add(newCallable<String>() {
public String call() throwsException {
return "Task1";
}
});
callables.add(newCallable<String>() {
public String call() throwsException {
return "Task2";
}
});
callables.add(newCallable<String>() {
public String call() throwsException {
return "Task3";
}
});
String result =executorService.invokeAny(callables);
System.out.println("result =" + result);
executorService.shutdown();

以上样例代码会打印出在给定的集合中的某一个Callable 的返回结果。我尝试运行了几次，结果都在改变。有时候返回结果是”Task 1”，有时候是”Task 2”，等等。

invokeAll()

方法 invokeAll()会调用存在于参数集合中的所有 Callable 对象，并且返回一个包含 Future 对象的集合，你可以通过这个返回的集合来管理每个 Callable的执行结果。

需要注意的是，任务有可能因为异常而导致运行结束，所以它可能并不是真的成功运行了。但是我们没有办法通过Future 对象来了解到这个差异。

以下是一个代码样例：

ExecutorService executorService =Executors.newSingleThreadExecutor();

Set<Callable<String>>callables = new HashSet<Callable<String>>();

callables.add(newCallable<String>() {
public String call() throwsException {
return "Task1";
}
});
callables.add(newCallable<String>() {
public String call() throwsException {
return "Task2";
}
});
callables.add(newCallable<String>() {
public String call() throwsException {
return "Task3";
}
});

List<Future<String>>futures = executorService.invokeAll(callables);

for(Future<String> future :futures){
System.out.println("future.get = " +future.get());
}

executorService.shutdown();

ExecuteService 服务的关闭

当使用 ExecutorService完毕之后，我们应该关闭它，这样才能保证线程不会继续保持运行状态。

举例来说，如果你的程序通过 main()方法启动，并且主线程退出了你的程序，如果你还有一个活动的 ExecutorService 存在于你的程序中，那么程序将会继续保持运行状态。存在于ExecutorService 中的活动线程会阻止Java虚拟机关闭。

为了关闭在 ExecutorService中的线程，你需要调用 shutdown() 方法。ExecutorService并不会马上关闭，而是不再接收新的任务，壹但所有的线程结束执行当前任务，ExecutorServie 才会真的关闭。所有在调用 shutdown()方法之前提交到 ExecutorService 的任务都会执行。

如果你希望立即关闭ExecutorService，你可以调用 shutdownNow()方法。这个方法会尝试马上关闭所有正在执行的任务，并且跳过所有已经提交但是还没有运行的任务。但是对于正在执行的任务，是否能够成功关闭它是无法保证的，有可能他们真的被关闭掉了，也有可能它会壹直执行到任务结束。这是一个最好的尝试。