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Android自定義線程池的編程實戰(zhàn)

作者：趙彥軍
移動開發(fā) Android
Executor框架便是Java 5中引入的，其內(nèi)部使用了線程池機(jī)制，它在java.util.cocurrent 包下，通過該框架來控制線程的啟動、執(zhí)行和關(guān)閉，可以簡化并發(fā)編程的操作。

1、Executor 簡介

在Java 5之后，并發(fā)編程引入了一堆新的啟動、調(diào)度和管理線程的API。Executor框架便是Java 5中引入的，其內(nèi)部使用了線程池機(jī)制，它在java.util.cocurrent 包下，通過該框架來控制線程的啟動、執(zhí)行和關(guān)閉，可以簡化并發(fā)編程的操作。因此，在Java 5之后，通過Executor來啟動線程比使用Thread的start方法更好，除了更易管理，效率更好(用線程池實現(xiàn)，節(jié)約開銷)外，還有關(guān)鍵的一點：有助于避免this逃逸問題——如果我們在構(gòu)造器中啟動一個線程，因為另一個任務(wù)可能會在構(gòu)造器結(jié)束之前開始執(zhí)行，此時可能會訪問到初始化了一半的對象用Executor在構(gòu)造器中。

Executor框架包括：線程池，Executor，Executors，ExecutorService，CompletionService，F(xiàn)uture，Callable等。

在java代碼中 Executor是一個接口，只有一個方法。

  1. public interface Executor { 
  2.   
  3.     /** 
  4.      * Executes the given command at some time in the future.  The command 
  5.      * may execute in a new thread, in a pooled thread, or in the calling 
  6.      * thread, at the discretion of the {@code Executor} implementation. 
  7.      * 
  8.      * @param command the runnable task 
  9.      * @throws RejectedExecutionException if this task cannot be 
  10.      * accepted for execution 
  11.      * @throws NullPointerException if command is null 
  12.      */ 
  13.     void execute(Runnable command); 
  14. } 

2、ExecutorService

ExecutorService 是一個接口，繼承 Executor ，除了有execute( Runnable command) 方法外，還拓展其他的方法：

  1. public interface ExecutorService extends Executor { 
  2.  
  3. } 
  • void shutdown();
  • List<Runnable> shutdownNow();
  • boolean isShutdown();
  • boolean isTerminated();
  • boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
  • <T> Future<T> submit(Callable<T> task); //提交一個任務(wù)
  • <T> Future<T> submit(Runnable task, T result); //提交一個任務(wù)
  • Future<?> submit(Runnable task); //提交一個任務(wù)
  • <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;

2.1 execute(Runnable)

接收一個 java.lang.Runnable 對象作為參數(shù)，并且以異步的方式執(zhí)行它。如下是一個使用 ExecutorService 執(zhí)行 Runnable 的例子

  1. package com.app; 
  2.  
  3. import java.util.concurrent.ExecutorService; 
  4.  
  5. import java.util.concurrent.Executors; 
  6.  
  7. public class ExecutorTest { 
  8.  
  9. public static void main(String[] args) { 
  10.  
  11. //創(chuàng)建一個線程數(shù)固定大小為10的線程池 
  12.  
  13. ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
  14.  
  15. //執(zhí)行一個任務(wù) 該任務(wù)是 new Runnable() 對象 
  16.  
  17. executorService.execute( new Runnable() { 
  18.  
  19. @Override 
  20.  
  21. public void run() { 
  22.  
  23. Log.d( Thread.currentThread().getName() ); 
  24.  
  25. } 
  26.  
  27. }); 
  28.  
  29. //關(guān)閉線程池 
  30.  
  31. executorService.shutdown(); 
  32.  
  33. } 
  34.  
  35. } 

結(jié)果：

  1. pool-1-thread-1 

使用這種方式?jīng)]有辦法獲取執(zhí)行 Runnable 之后的結(jié)果，如果你希望獲取運行之后的返回值，就必須使用 接收 Callable 參數(shù)的 execute() 方法，后者將會在下文中提到。

2.2、submit(Runnable)

方法 submit(Runnable) 同樣接收一個 Runnable 的實現(xiàn)作為參數(shù)，但是會返回一個 Future 對象。這個 Future 對象可以用于判斷 Runnable 是否結(jié)束執(zhí)行。如下是一個 ExecutorService 的 submit() 方法的例子：

  1. package com.app; 
  2.  
  3. import java.util.concurrent.ExecutorService; 
  4.  
  5. import java.util.concurrent.Executors; 
  6.  
  7. import java.util.concurrent.Future; 
  8.  
  9. public class ExecutorTest { 
  10.  
  11. public static void main(String[] args) { 
  12.  
  13. //創(chuàng)建一個線程數(shù)固定大小為10的線程池 
  14.  
  15. ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
  16.  
  17. //執(zhí)行一個任務(wù) 該任務(wù)是 new Runnable() 對象 
  18.  
  19. Future future = executorService.submit( new Runnable() { 
  20.  
  21. @Override 
  22.  
  23. public void run() { 
  24.  
  25. Log.d( Thread.currentThread().getName() ); 
  26.  
  27. } 
  28.  
  29. }); 
  30.  
  31. try { 
  32.  
  33. //如果任務(wù)結(jié)束執(zhí)行則返回 null 
  34.  
  35. Log.d( ""+ future.get() ); 
  36.  
  37. } catch (Exception e) { 
  38.  
  39. e.printStackTrace(); 
  40.  
  41. } 
  42.  
  43. //關(guān)閉線程池 
  44.  
  45. executorService.shutdown(); 
  46.  
  47. } 
  48.  
  49. } 

結(jié)果：

  1. pool-1-thread-1 
  2.  
  3. null 

2.3 submit(Callable)

方法 submit(Callable) 和方法 submit(Runnable) 比較類似，但是區(qū)別則在于它們接收不同的參數(shù)類型。Callable 的實例與 Runnable 的實例很類似，但是 Callable 的 call() 方法可以返回壹個結(jié)果。方法 Runnable.run() 則不能返回結(jié)果。

Callable 的返回值可以從方法 submit(Callable) 返回的 Future 對象中獲取。如下是一個 ExecutorService Callable 的例子：

  1. package com.app; 
  2.  
  3. import java.util.concurrent.Callable; 
  4.  
  5. import java.util.concurrent.ExecutorService; 
  6.  
  7. import java.util.concurrent.Executors; 
  8.  
  9. import java.util.concurrent.Future; 
  10.  
  11. public class ExecutorTest { 
  12.  
  13. public static void main(String[] args) { 
  14.  
  15. //創(chuàng)建一個線程數(shù)固定大小為10的線程池 
  16.  
  17. ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
  18.  
  19. //執(zhí)行一個任務(wù) 該任務(wù)是 new Callable() 對象 
  20.  
  21. Future future = executorService.submit( new Callable<String>() { 
  22.  
  23. @Override 
  24.  
  25. public String call() throws Exception { 
  26.  
  27. return "執(zhí)行完了" ; 
  28.  
  29. } 
  30.  
  31. }) ; 
  32.  
  33. try { 
  34.  
  35. //如果任務(wù)結(jié)束執(zhí)行則返回 
  36.  
  37. Log.d( "結(jié)果是： "+ future.get() ); 
  38.  
  39. } catch (Exception e) { 
  40.  
  41. e.printStackTrace(); 
  42.  
  43. } 
  44.  
  45. //關(guān)閉線程池 
  46.  
  47. executorService.shutdown(); 
  48.  
  49. } 
  50.  
  51. } 

結(jié)果：

結(jié)果是： 執(zhí)行完了

2.4、inVokeAny()

方法 invokeAny() 接收一個包含 Callable 對象的集合作為參數(shù)。調(diào)用該方法不會返回 Future 對象，而是返回集合中某一個 Callable 對象的結(jié)果，而且無法保證調(diào)用之后返回的結(jié)果是哪一個 Callable，只知道它是這些 Callable 中一個執(zhí)行結(jié)束的 Callable 對象。如果一個任務(wù)運行完畢或者拋出異常，方法會取消其它的 Callable 的執(zhí)行。

  1. package com.app; 
  2.  
  3. import java.util.ArrayList; 
  4.  
  5. import java.util.List; 
  6.  
  7. import java.util.concurrent.Callable; 
  8.  
  9. import java.util.concurrent.ExecutionException; 
  10.  
  11. import java.util.concurrent.ExecutorService; 
  12.  
  13. import java.util.concurrent.Executors; 
  14.  
  15. public class ExecutorTest { 
  16.  
  17. public static void main(String[] args) { 
  18.  
  19. //創(chuàng)建一個線程數(shù)固定大小為10的線程池 
  20.  
  21. ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
  22.  
  23. List<Callable<String>> list = new ArrayList<>() ; 
  24.  
  25. //創(chuàng)建***個 Callable 
  26.  
  27. Callable<String> callable1 = new Callable<String>() { 
  28.  
  29. @Override 
  30.  
  31. public String call() throws Exception { 
  32.  
  33. Log.d( "callable 1 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
  34.  
  35. return "執(zhí)行完了 callable 1" ; 
  36.  
  37. } 
  38.  
  39. }; 
  40.  
  41. //創(chuàng)建第二個 Callable 
  42.  
  43. Callable<String> callable2 = new Callable<String>() { 
  44.  
  45. @Override 
  46.  
  47. public String call() throws Exception { 
  48.  
  49. Log.d( "callable 2 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
  50.  
  51. return "執(zhí)行完了 callable 2" ; 
  52.  
  53. } 
  54.  
  55. }; 
  56.  
  57. list.add( callable1 ) ; 
  58.  
  59. list.add( callable2 ) ; 
  60.  
  61. try { 
  62.  
  63. String result = executorService.invokeAny( list ) ; 
  64.  
  65. Log.d( "結(jié)果是： "+ result ); 
  66.  
  67. } catch (InterruptedException e1) { 
  68.  
  69. e1.printStackTrace(); 
  70.  
  71. } catch (ExecutionException e1) { 
  72.  
  73. e1.printStackTrace(); 
  74.  
  75. } 
  76.  
  77. //關(guān)閉線程池 
  78.  
  79. executorService.shutdown(); 
  80.  
  81. } 
  82.  
  83. } 

結(jié)果：

callable 1 線程是： pool-1-thread-1

callable 2 線程是： pool-1-thread-2

結(jié)果是： 執(zhí)行完了 callable 2

總結(jié)：

1、可以看到 Callable 里面的call方法，都是在子線程中運行的，

2、 executorService.invokeAny( list ) ;返回值是任意一個 Callable 的返回值 。具體是哪一個，每個都有可能。

2.5、invokeAll()

方法 invokeAll() 會調(diào)用存在于參數(shù)集合中的所有 Callable 對象，并且返回一個包含 Future 對象的集合，你可以通過這個返回的集合來管理每個 Callable 的執(zhí)行結(jié)果。需要注意的是，任務(wù)有可能因為異常而導(dǎo)致運行結(jié)束，所以它可能并不是真的成功運行了。但是我們沒有辦法通過 Future 對象來了解到這個差異。

  1. package com.app; 
  2.  
  3. import java.util.ArrayList; 
  4.  
  5. import java.util.List; 
  6.  
  7. import java.util.concurrent.Callable; 
  8.  
  9. import java.util.concurrent.ExecutorService; 
  10.  
  11. import java.util.concurrent.Executors; 
  12.  
  13. import java.util.concurrent.Future; 
  14.  
  15. public class ExecutorTest { 
  16.  
  17. public static void main(String[] args) { 
  18.  
  19. //創(chuàng)建一個線程數(shù)固定大小為10的線程池 
  20.  
  21. ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
  22.  
  23. List<Callable<String>> list = new ArrayList<>() ; 
  24.  
  25. //創(chuàng)建***個 Callable 
  26.  
  27. Callable<String> callable1 = new Callable<String>() { 
  28.  
  29. @Override 
  30.  
  31. public String call() throws Exception { 
  32.  
  33. Log.d( "callable 1 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
  34.  
  35. return "執(zhí)行完了 callable 1" ; 
  36.  
  37. } 
  38.  
  39. }; 
  40.  
  41. //創(chuàng)建第二個 Callable 
  42.  
  43. Callable<String> callable2 = new Callable<String>() { 
  44.  
  45. @Override 
  46.  
  47. public String call() throws Exception { 
  48.  
  49. Log.d( "callable 2 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
  50.  
  51. return "執(zhí)行完了 callable 2" ; 
  52.  
  53. } 
  54.  
  55. }; 
  56.  
  57. list.add( callable1 ) ; 
  58.  
  59. list.add( callable2 ) ; 
  60.  
  61. List<Future<String>> result; 
  62.  
  63. try { 
  64.  
  65. result = executorService.invokeAll( list ); 
  66.  
  67. for (Future<String> future : result) { 
  68.  
  69. Log.d( "結(jié)果是： "+ future.get() ); 
  70.  
  71. } 
  72.  
  73. } catch (Exception e) { 
  74.  
  75. e.printStackTrace(); 
  76.  
  77. } 
  78.  
  79. //關(guān)閉線程池 
  80.  
  81. executorService.shutdown(); 
  82.  
  83. } 
  84.  
  85. } 

結(jié)果

callable 1 線程是： pool-1-thread-1

callable 2 線程是： pool-1-thread-2

結(jié)果是： 執(zhí)行完了 callable 1

結(jié)果是： 執(zhí)行完了 callable 2

注意：1：Callable 的call方法都是執(zhí)行在子線程中的

2： executorService.invokeAll( list ) 是返回值。 但是必須是所有的 Callable對象執(zhí)行完了，才會返回，返回值是一個list, 順序和 List<Callable>一樣 。在執(zhí)行的過程中，如果任何一個Callable發(fā)生異常，程序會崩潰，沒有返回值。

2.6 如何關(guān)閉 ExecuteService 服務(wù) ?

當(dāng)使用 ExecutorService 完畢之后，我們應(yīng)該關(guān)閉它，這樣才能保證線程不會繼續(xù)保持運行狀態(tài)。 舉例來說，如果你的程序通過 main() 方法啟動，并且主線程退出了你的程序，如果你還有一個活動的 ExecutorService 存在于你的程序中，那么程序?qū)^續(xù)保持運行狀態(tài)。存在于 ExecutorService 中的活動線程會阻Java虛擬機(jī)關(guān)閉。

為了關(guān)閉在 ExecutorService 中的線程，你需要調(diào)用 shutdown() 方法。ExecutorService 并不會馬上關(guān)閉，而是不再接收新的任務(wù)，一旦所有的線程結(jié)束執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)，ExecutorServie 才會真的關(guān)閉。所有在調(diào)用 shutdown() 方法之前提交到 ExecutorService 的任務(wù)都會執(zhí)行。

如果你希望立即關(guān)閉 ExecutorService，你可以調(diào)用 shutdownNow() 方法。這個方法會嘗試馬上關(guān)閉所有正在執(zhí)行的任務(wù)，并且跳過所有已經(jīng)提交但是還沒有運行的任務(wù)。但是對于正在執(zhí)行的任務(wù)，是否能夠成功關(guān)閉它是無法保證 的，有可能他們真的被關(guān)閉掉了，也有可能它會一直執(zhí)行到任務(wù)結(jié)束。這是一個***的嘗試。

責(zé)任編輯：武曉燕 來源： 博客園
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