Executor, ExecutorService 和 Executors 間的不同

java.util.concurrent.Executor, java.util.concurrent.ExecutorService, java.util.concurrent. Executors 這三者均是 Java Executor 框架的一部分,用來提供線程池的功能。因為創建和管理線程非常心累,並且操作系統通常對線程數有限制,所以建議使用線程池來併發執行任務,而不是每次請求進來時創建一個線程。使用線程池不僅可以提高應用的響應時間,還可以避免”java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread” 之類的錯誤。

在 Java 1.5 時,開發者需要關心線程池的創建和管理,但在 Java 1.5 之後 Executor 框架提供了多種內置的線程池,例如:FixedThreadPool(包含固定數目的線程),CachedThreadPool(可根據需要創建新的線程)等等。

Executor

Executor, ExecutorService, 和 Executors 最主要的區別是 Executor 是一個抽象層面的核心接口(大致代碼如下)。

Executor, ExecutorService 和 Executors 間的不同


不同於 java.lang.Thread 類將任務和執行耦合在一起, Executor 將任務本身和執行任務分離,可以閱讀 difference between Thread and Executor 來了解 Thread 和 Executor 間更多的不同。

ExecutorService

ExecutorService 接口 對 Executor 接口進行了擴展,提供了返回 Future 對象,終止,關閉線程池等方法。當調用 shutDown 方法時,線程池會停止接受新的任務,但會完成正在 pending 中的任務。

Future 對象提供了異步執行,這意味著無需等待任務執行的完成,只要提交需要執行的任務,然後在需要時檢查 Future 是否已經有了結果,如果任務已經執行完成,就可以通過 Future.get() 方法獲得執行結果。需要注意的是,Future.get() 方法是一個阻塞式的方法,如果調用時任務還沒有完成,會等待直到任務執行結束。

通過 ExecutorService.submit() 方法返回的 Future 對象,還可以取消任務的執行。Future 提供了 cancel() 方法用來取消執行 pending 中的任務。

ExecutorService 部分代碼如下:

Executor, ExecutorService 和 Executors 間的不同


Executors

Executors 是一個工具類,類似於 Collections。提供工廠方法來創建不同類型的線程池,比如 FixedThreadPool 或 CachedThreadPool。

Executors 部分代碼:

Executor, ExecutorService 和 Executors 間的不同


下面詳細看一下三者的區別:

Executor vs ExecutorService vs Executors

正如上面所說,這三者均是 Executor 框架中的一部分。Java 開發者很有必要學習和理解他們,以便更高效的使用 Java 提供的不同類型的線程池。總結一下這三者間的區別,以便大家更好的理解:

  • Executor 和 ExecutorService 這兩個接口主要的區別是:ExecutorService 接口繼承了 Executor 接口,是 Executor 的子接口
  • Executor 和 ExecutorService 第二個區別是:Executor 接口定義了 execute()方法用來接收一個Runnable接口的對象,而 ExecutorService 接口中的 submit()方法可以接受Runnable和Callable接口的對象。
  • Executor 和 ExecutorService 接口第三個區別是 Executor 中的 execute() 方法不返回任何結果,而 ExecutorService 中的 submit()方法可以通過一個 Future 對象返回運算結果。
  • Executor 和 ExecutorService 接口第四個區別是除了允許客戶端提交一個任務,ExecutorService 還提供用來控制線程池的方法。比如:調用 shutDown() 方法終止線程池。可以通過 《Java Concurrency in Practice》 一書瞭解更多關於關閉線程池和如何處理 pending 的任務的知識。
  • Executors 類提供工廠方法用來創建不同類型的線程池。比如: newSingleThreadExecutor() 創建一個只有一個線程的線程池,newFixedThreadPool(int numOfThreads)來創建固定線程數的線程池,newCachedThreadPool()可以根據需要創建新的線程,但如果已有線程是空閒的會重用已有線程。

總結

下表列出了 Executor 和 ExecutorService 的區別:


Executor, ExecutorService 和 Executors 間的不同


譯者注

個人覺得,利用 Executors 類提供的工廠方法來創建一個線程池是很方便,但對於需要根據實際情況自定義線程池某些參數的場景,就不太適用了。

舉個例子:

當線程池中的線程均處於工作狀態,並且線程數已達線程池允許的最大線程數時,就會採取指定的飽和策略來處理新提交的任務。總共有四種策略:

  • AbortPolicy: 直接拋異常
  • CallerRunsPolicy: 用調用者的線程來運行任務
  • DiscardOldestPolicy: 丟棄線程隊列裡最近的一個任務,執行新提交的任務
  • DiscardPolicy 直接將新任務丟棄

如果使用 Executors 的工廠方法創建的線程池,那麼飽和策略都是採用默認的 AbortPolicy,所以如果我們想當線程池已滿的情況,使用調用者的線程來運行任務,就要自己創建線程池,指定想要的飽和策略,而不是使用 Executors 了。

所以我們可以根據需要創建 ThreadPoolExecutor(ExecutorService接口的實現類) 對象,自定義一些參數,而不是調用 Executors 的工廠方法創建。

當然,在使用 Spring 框架的項目中,也可以使用 Spring 提供的 ThreadPoolTaskExecutor 類來創建線程池。ThreadPoolTaskExecutor 與 ThreadPoolExecutor 類似,也提供了許多參數用來自定義線程池,比如:核心線程池大小,線程池最大數量,飽和策略,線程活動保持時間等等。

Executor, ExecutorService 和 Executors 間的不同


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