Java并发之线程池Executor框架的深入理解

什么是Executor框架？

Executor框架是Java提供的一种开发并发程序的机制。在Java中，通常我们需要实现多线程的程序来提高程序执行效率，但是如果使用Java中的Thread类直接去开启线程，可能会导致线程执行不可控、线程消耗过多的系统资源等问题。

Executor框架的出现解决了这些问题。它将任务的提交与执行进行分离，任务提交者无需关注任务是如何被执行的，而执行者只需要按照一定的规则执行任务即可。

Executor框架的主要组成部分

• 任务队列（线程池）
• 任务接口ExecutorService
• 任务调度器ScheduledExecutorService
• 工厂类Executors

任务队列（线程池）

线程池主要包含两个部分：工作线程和阻塞队列。工作线程负责执行任务，而阻塞队列则用于存储等待执行的任务。

线程池在创建时通常会指定线程池中的最大线程数、线程池的名称、线程的存活时间等参数，以此来实现对线程资源的控制与管理。

任务接口ExecutorService

ExecutorService是一个接口，继承自Executor接口。ExecutorService可以提交Runnable、Callable类型的任务，并返回Future类型的结果。

ExecutorService提供了一系列提交任务的方法。其中submit()方法可以提交一个Runnable或者Callable类型的任务，而execute()则只能提交Runnable类型的任务。

任务调度器ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService继承自ExecutorService接口，它提供了一系列定时执行任务的方法，比如scheduleAtFixedRate()、scheduleWithFixedDelay()等。

工厂类Executors

Executors是Java提供的一个工厂类，用于快速创建各种类型的线程池。它提供了一些静态工厂方法，可以方便地创建一个单线程、固定大小、可缓存的线程池等。

示例说明

示例1：固定大小线程池

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    final int taskNum = i;
    executorService.execute(new Runnable() {
        public void run() {
            System.out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + "，任务编号：" + taskNum);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    });
}

在本示例中，我们创建了一个固定大小为2的线程池，并向线程池提交了10个任务。从输出可以看出，线程池中最多存在两个线程，且会执行完所有任务后自动关闭线程池。

示例2：定时执行任务

ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
    public void run() {
        System.out.println("当前时间：" + new Date());
    }
}, 0, 3, TimeUnit.SECONDS);

在本示例中，我们创建了一个固定大小为1的定时任务线程池，并向线程池提交了一个任务。这个任务将会每隔3秒输出一次当前的时间。

总结

Executor框架是Java提供的一种解决多线程问题的方案。它通过线程池、任务接口、任务调度器和工厂类等组成部分的协作，实现了对线程资源的管理和任务的调度。开发者们可以根据不同的需求使用不同的Executor类去实现自己需要的定制化线程池。