Android自定義線程池的編程實(shí)戰(zhàn)

作者：趙彥軍 2016-08-18 13:56:33

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(guò)該框架來(lái)控制線程的啟動(dòng)、執(zhí)行和關(guān)閉，可以簡(jiǎn)化并發(fā)編程的操作。

1、Executor 簡(jiǎn)介

在Java 5之后，并發(fā)編程引入了一堆新的啟動(dòng)、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(guò)該框架來(lái)控制線程的啟動(dòng)、執(zhí)行和關(guān)閉，可以簡(jiǎn)化并發(fā)編程的操作。因此，在Java 5之后，通過(guò)Executor來(lái)啟動(dòng)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(shí)現(xiàn)，節(jié)約開(kāi)銷)外，還有關(guān)鍵的一點(diǎn)：有助于避免this逃逸問(wèn)題——如果我們?cè)跇?gòu)造器中啟動(dòng)一個(gè)線程，因?yàn)榱硪粋€(gè)任務(wù)可能會(huì)在構(gòu)造器結(jié)束之前開(kāi)始執(zhí)行，此時(shí)可能會(huì)訪問(wèn)到初始化了一半的對(duì)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(gè)接口，只有一個(gè)方法。

public interface Executor { 
  
    /** 
     * Executes the given command at some time in the future.  The command 
     * may execute in a new thread, in a pooled thread, or in the calling 
     * thread, at the discretion of the {@code Executor} implementation. 
     * 
     * @param command the runnable task 
     * @throws RejectedExecutionException if this task cannot be 
     * accepted for execution 
     * @throws NullPointerException if command is null 
     */ 
    void execute(Runnable command); 
}

2、ExecutorService

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

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); //提交一個(gè)任務(wù)
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result); //提交一個(gè)任務(wù)
Future<?> submit(Runnable task); //提交一個(gè)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(gè) java.lang.Runnable 對(duì)象作為參數(shù)，并且以異步的方式執(zhí)行它。如下是一個(gè)使用 ExecutorService 執(zhí)行 Runnable 的例子

package com.app; 
 
import java.util.concurrent.ExecutorService; 
 
import java.util.concurrent.Executors; 
 
public class ExecutorTest { 
 
public static void main(String[] args) { 
 
//創(chuàng)建一個(gè)線程數(shù)固定大小為10的線程池 
 
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
 
//執(zhí)行一個(gè)任務(wù) 該任務(wù)是 new Runnable() 對(duì)象 
 
executorService.execute( new Runnable() { 
 
@Override 
 
public void run() { 
 
Log.d( Thread.currentThread().getName() ); 
 
} 
 
}); 
 
//關(guān)閉線程池 
 
executorService.shutdown(); 
 
} 
 
}

結(jié)果：

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(yùn)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(huì)在下文中提到。

2.2、submit(Runnable)

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

package com.app; 
 
import java.util.concurrent.ExecutorService; 
 
import java.util.concurrent.Executors; 
 
import java.util.concurrent.Future; 
 
public class ExecutorTest { 
 
public static void main(String[] args) { 
 
//創(chuàng)建一個(gè)線程數(shù)固定大小為10的線程池 
 
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
 
//執(zhí)行一個(gè)任務(wù) 該任務(wù)是 new Runnable() 對(duì)象 
 
Future future = executorService.submit( new Runnable() { 
 
@Override 
 
public void run() { 
 
Log.d( Thread.currentThread().getName() ); 
 
} 
 
}); 
 
try { 
 
//如果任務(wù)結(jié)束執(zhí)行則返回 null 
 
Log.d( ""+ future.get() ); 
 
} catch (Exception e) { 
 
e.printStackTrace(); 
 
} 
 
//關(guān)閉線程池 
 
executorService.shutdown(); 
 
} 
 
}

結(jié)果：

pool-1-thread-1 
 
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(shí)例與 Runnable 的實(shí)例很類似，但是 Callable 的 call() 方法可以返回壹個(gè)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(duì)象中獲取。如下是一個(gè) ExecutorService Callable 的例子：

package com.app; 
 
import java.util.concurrent.Callable; 
 
import java.util.concurrent.ExecutorService; 
 
import java.util.concurrent.Executors; 
 
import java.util.concurrent.Future; 
 
public class ExecutorTest { 
 
public static void main(String[] args) { 
 
//創(chuàng)建一個(gè)線程數(shù)固定大小為10的線程池 
 
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
 
//執(zhí)行一個(gè)任務(wù) 該任務(wù)是 new Callable() 對(duì)象 
 
Future future = executorService.submit( new Callable<String>() { 
 
@Override 
 
public String call() throws Exception { 
 
return "執(zhí)行完了" ; 
 
} 
 
}) ; 
 
try { 
 
//如果任務(wù)結(jié)束執(zhí)行則返回 
 
Log.d( "結(jié)果是： "+ future.get() ); 
 
} catch (Exception e) { 
 
e.printStackTrace(); 
 
} 
 
//關(guān)閉線程池 
 
executorService.shutdown(); 
 
} 
 
}

結(jié)果：

結(jié)果是：執(zhí)行完了

2.4、inVokeAny()

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

package com.app; 
 
import java.util.ArrayList; 
 
import java.util.List; 
 
import java.util.concurrent.Callable; 
 
import java.util.concurrent.ExecutionException; 
 
import java.util.concurrent.ExecutorService; 
 
import java.util.concurrent.Executors; 
 
public class ExecutorTest { 
 
public static void main(String[] args) { 
 
//創(chuàng)建一個(gè)線程數(shù)固定大小為10的線程池 
 
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
 
List<Callable<String>> list = new ArrayList<>() ; 
 
//創(chuàng)建***個(gè) Callable 
 
Callable<String> callable1 = new Callable<String>() { 
 
@Override 
 
public String call() throws Exception { 
 
Log.d( "callable 1 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
 
return "執(zhí)行完了 callable 1" ; 
 
} 
 
}; 
 
//創(chuàng)建第二個(gè) Callable 
 
Callable<String> callable2 = new Callable<String>() { 
 
@Override 
 
public String call() throws Exception { 
 
Log.d( "callable 2 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
 
return "執(zhí)行完了 callable 2" ; 
 
} 
 
}; 
 
list.add( callable1 ) ; 
 
list.add( callable2 ) ; 
 
try { 
 
String result = executorService.invokeAny( list ) ; 
 
Log.d( "結(jié)果是： "+ result ); 
 
} catch (InterruptedException e1) { 
 
e1.printStackTrace(); 
 
} catch (ExecutionException e1) { 
 
e1.printStackTrace(); 
 
} 
 
//關(guān)閉線程池 
 
executorService.shutdown(); 
 
} 
 
}

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(yùn)行的，

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

2.5、invokeAll()

方法 invokeAll() 會(huì)調(diào)用存在于參數(shù)集合中的所有 Callable 對(duì)象，并且返回一個(gè)包含 Future 對(duì)象的集合，你可以通過(guò)這個(gè)返回的集合來(lái)管理每個(gè) Callable 的執(zhí)行結(jié)果。需要注意的是，任務(wù)有可能因?yàn)楫惓６鴮?dǎo)致運(yùn)行結(jié)束，所以它可能并不是真的成功運(yùn)行了。但是我們沒(méi)有辦法通過(guò) Future 對(duì)象來(lái)了解到這個(gè)差異。

package com.app; 
 
import java.util.ArrayList; 
 
import java.util.List; 
 
import java.util.concurrent.Callable; 
 
import java.util.concurrent.ExecutorService; 
 
import java.util.concurrent.Executors; 
 
import java.util.concurrent.Future; 
 
public class ExecutorTest { 
 
public static void main(String[] args) { 
 
//創(chuàng)建一個(gè)線程數(shù)固定大小為10的線程池 
 
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
 
List<Callable<String>> list = new ArrayList<>() ; 
 
//創(chuàng)建***個(gè) Callable 
 
Callable<String> callable1 = new Callable<String>() { 
 
@Override 
 
public String call() throws Exception { 
 
Log.d( "callable 1 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
 
return "執(zhí)行完了 callable 1" ; 
 
} 
 
}; 
 
//創(chuàng)建第二個(gè) Callable 
 
Callable<String> callable2 = new Callable<String>() { 
 
@Override 
 
public String call() throws Exception { 
 
Log.d( "callable 2 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
 
return "執(zhí)行完了 callable 2" ; 
 
} 
 
}; 
 
list.add( callable1 ) ; 
 
list.add( callable2 ) ; 
 
List<Future<String>> result; 
 
try { 
 
result = executorService.invokeAll( list ); 
 
for (Future<String> future : result) { 
 
Log.d( "結(jié)果是： "+ future.get() ); 
 
} 
 
} catch (Exception e) { 
 
e.printStackTrace(); 
 
} 
 
//關(guān)閉線程池 
 
executorService.shutdown(); 
 
} 
 
}

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(duì)象執(zhí)行完了，才會(huì)返回，返回值是一個(gè)list, 順序和 List<Callable>一樣。在執(zhí)行的過(guò)程中，如果任何一個(gè)Callable發(fā)生異常，程序會(huì)崩潰，沒(méi)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(huì)繼續(xù)保持運(yùn)行狀態(tài)。舉例來(lái)說(shuō)，如果你的程序通過(guò) main() 方法啟動(dòng)，并且主線程退出了你的程序，如果你還有一個(gè)活動(dòng)的 ExecutorService 存在于你的程序中，那么程序?qū)?huì)繼續(xù)保持運(yùn)行狀態(tài)。存在于 ExecutorService 中的活動(dòng)線程會(huì)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(huì)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(huì)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(huì)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(gè)方法會(huì)嘗試馬上關(guān)閉所有正在執(zhí)行的任務(wù)，并且跳過(guò)所有已經(jīng)提交但是還沒(méi)有運(yùn)行的任務(wù)。但是對(duì)于正在執(zhí)行的任務(wù)，是否能夠成功關(guān)閉它是無(wú)法保證的，有可能他們真的被關(guān)閉掉了，也有可能它會(huì)一直執(zhí)行到任務(wù)結(jié)束。這是一個(gè)***的嘗試。

責(zé)任編輯：武曉燕來(lái)源：博客園