Java併發——Executor框架（一）
對看過的資料進行了整理，方便自己學習
1. Executor框架包括：
執行緒池，Executor，Executors，ExecutorService，CompletionService，Future，Callable等。
Executor框架從任務執行中解耦了任務的提交操作。
Executor：
ExecutorService：是一個比Executor使用更廣泛的子類介面，其提供了生命週期管理的方法，以及可跟蹤一個或多個非同步任務執行狀況返回Future的方法
AbstractExecutorService：ExecutorService執行方法的預設實現
ScheduledExecutorService：一個可定時排程任務的介面，能和Timer/TimerTask類似，解決那些需要任務重複執行的問題。
ScheduledThreadPoolExecutor：
ThreadPoolExecutor：執行緒池，可以通過呼叫Executors以下靜態工廠方法來建立執行緒池並返回一個ExecutorService物件
2. 為什麼要使用Executor框架？
其內部使用了執行緒池機制。好處如下：
（1）減少執行緒建立和銷燬的次數，使執行緒可以多次複用，減少了建立執行緒所需要的開銷
（2）可以根據系統情況，調整執行緒的數量。防止建立過多的執行緒，消耗過多的記憶體（每個執行緒1M左右）
3. Executor和ExecutorService
Executor：一個介面，其定義了一個接收Runnable物件的方法executor，其方法簽名為executor(Runnable command),該方法接收一個Runable例項，它用來執行一個任務，任務即一個實現了Runnable介面的類，一般來說，Runnable任務開闢在新執行緒中的使用方法為：new Thread(new RunnableTask())).start()，但在Executor中，可以使用Executor而不用顯示地建立執行緒：executor.execute(new RunnableTask()); // 非同步執行
ExecutorService：是一個比Executor使用更廣泛的子類介面，其提供了生命週期管理的方法，返回 Future 物件，以及可跟蹤一個或多個非同步任務執行狀況返回Future的方法；可以呼叫ExecutorService的shutdown（）方法來平滑地關閉 ExecutorService，呼叫該方法後，將導致ExecutorService停止接受任何新的任務且等待已經提交的任務執行完成(已經提交的任務會分兩類：一類是已經在執行的，另一類是還沒有開始執行的)，當所有已經提交的任務執行完畢後將會關閉ExecutorService。因此我們一般用該介面來實現和管理多執行緒。
ExecutorService介面下的方法：
（1）execute(Runnable)：從父類繼承過來的方法
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //建立一個單執行緒
executorService.execute(new Runnable() { //接收一個Runnable例項
public void run() {
System.out.println("Asynchronous task");
}
});
executorService.shutdown();
}
}這個方法有個問題，就是沒有辦法獲知task的執行結果。如果我們想獲得task的執行結果，我們可以傳入一個Callable的例項
（2）submit(Runnable)方法：返回一個Future物件，通過返回的Future物件，我們可以檢查提交的任務是否執行完畢。
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //建立一個單執行緒
Future future = executorService.submit(new Runnable() { //接收一個Runnable例項
public void run() {
System.out.println("Asynchronous task");
}
});
System.out.println(future.get()); //任務執行結束返回null.
executorService.shutdown();
}
}（3）submit(Callable)：與submit(Callable)類似，也會返回一個Future物件，但是除此之外，submit(Callable)接收的是一個Callable的實現，Callable介面中的call()方法有一個返回值，可以返回任務的執行結果，而Runnable介面中的run()方法是void的，沒有返回值。
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //建立一個單執行緒
Future<Object> future = executorService.submit(new Callable<Object>() { //接收一個Callable例項
public Object call() {
System.out.println("Asynchronous task");
return "Callable Result";
}
});
System.out.println("future.get()="+future.get());
executorService.shutdown();
}
}（4）invokeAny(...)：方法接收的是一個Callable的集合，執行這個方法不會返回Future，但是會返回所有Callable任務中其中一個任務的執行結果。這個方法也無法保證返回的是哪個任務的執行結果，反正是其中的某一個。
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();
callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result1";
}
});
callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result2";
}
});
callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result3";
}
});
String result = executorService.invokeAny(callables);
System.out.println(result);
executorService.shutdown();
}
}（5） invokeAll(...)：與 invokeAny(...)類似也是接收一個Callable集合，但是前者執行之後會返回一個Future的List，其中對應著每個Callable任務執行後的Future物件。
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();
callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result1";
}
});
callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result2";
}
});
callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result3";
}
});
List<Future<String>> futures = executorService.invokeAll(callables); //返回一個Future的List集合
for(Future<String> future:futures){
System.out.println("future.get()="+future.get());
}
executorService.shutdown();
}
}（6）shutdown()：我們使用完成ExecutorService之後應該關閉它，否則它裡面的執行緒會一直處於執行狀態。
舉個例子，如果的應用程式是通過main()方法啟動的，在這個main()退出之後，如果應用程式中的ExecutorService沒有關閉，這個應用將一直執行。之所以會出現這種情況，是因為ExecutorService中執行的執行緒會阻止JVM關閉。
如果要關閉ExecutorService中執行的執行緒，我們可以呼叫ExecutorService.shutdown()方法。在呼叫shutdown()方法之後，ExecutorService不會立即關閉，但是它不再接收新的任務，直到當前所有執行緒執行完成才會關閉，所有在shutdown()執行之前提交的任務都會被執行。
如果我們想立即關閉ExecutorService，我們可以呼叫ExecutorService.shutdownNow()方法。這個動作將跳過所有正在執行的任務和被提交還沒有執行的任務。但是它並不對正在執行的任務做任何保證，有可能它們都會停止，也有可能執行完成。
4.總結Executor的侷限性
（1）Executor介面僅僅關注Runnable介面。一個可執行任務是無法簡單地向其呼叫者返回結果值的（因為Runnable的run()方法不會返回結果值）；
注：java.lang.Runnable 一個可執行的任務。
java.util.concurrent.Callable 一個可被呼叫的任務。
（2）Executor也沒有提供一種方式來追蹤正在執行的任務程序、取消正在執行的任務或者確定執行的任務什麼時候結束執行；
（3）Executor無法執行一組可執行的任務；
（4）Executor也沒有為應用程式提供一種關閉executor的方式（或者說更為正確的關閉executor）
而ExecutorService介面克服了Executor的侷限性。