Android自定義線程池的編程實戰

作者：趙彥軍 2016-08-18 13:56:33

Executor框架便是Java 5中引入的，其內部使用了線程池機制，它在java.util.cocurrent 包下，通過該框架來控制線程的啟動、執行和關閉，可以簡化并發編程的操作。

1、Executor 簡介

在Java 5之后，并發編程引入了一堆新的啟動、調度和管理線程的API。Executor框架便是Java 5中引入的，其內部使用了線程池機制，它在java.util.cocurrent 包下，通過該框架來控制線程的啟動、執行和關閉，可以簡化并發編程的操作。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，節約開銷)外，還有關鍵的一點：有助于避免this逃逸問題——如果我們在構造器中啟動一個線程，因為另一個任務可能會在構造器結束之前開始執行，此時可能會訪問到初始化了一半的對象用Executor在構造器中。

Executor框架包括：線程池，Executor，Executors，ExecutorService，CompletionService，Future，Callable等。

在java代碼中 Executor是一個接口，只有一個方法。

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); //提交一個任務
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result); //提交一個任務
Future<?> submit(Runnable task); //提交一個任務
<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，并且以異步的方式執行它。如下是一個使用 ExecutorService 執行 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) { 
 
//創建一個線程數固定大小為10的線程池 
 
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
 
//執行一個任務 該任務是 new Runnable() 對象 
 
executorService.execute( new Runnable() { 
 
@Override 
 
public void run() { 
 
Log.d( Thread.currentThread().getName() ); 
 
} 
 
}); 
 
//關閉線程池 
 
executorService.shutdown(); 
 
} 
 
}

結果：

pool-1-thread-1

使用這種方式沒有辦法獲取執行 Runnable 之后的結果，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 的實現作為參數，但是會返回一個 Future 對象。這個 Future 對象可以用于判斷 Runnable 是否結束執行。如下是一個 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) { 
 
//創建一個線程數固定大小為10的線程池 
 
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
 
//執行一個任務 該任務是 new Runnable() 對象 
 
Future future = executorService.submit( new Runnable() { 
 
@Override 
 
public void run() { 
 
Log.d( Thread.currentThread().getName() ); 
 
} 
 
}); 
 
try { 
 
//如果任務結束執行則返回 null 
 
Log.d( ""+ future.get() ); 
 
} catch (Exception e) { 
 
e.printStackTrace(); 
 
} 
 
//關閉線程池 
 
executorService.shutdown(); 
 
} 
 
}

結果：

pool-1-thread-1 
 
null

2.3 submit(Callable)

方法 submit(Callable) 和方法 submit(Runnable) 比較類似，但是區別則在于它們接收不同的參數類型。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果。方法 Runnable.run() 則不能返回結果。

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：

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) { 
 
//創建一個線程數固定大小為10的線程池 
 
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
 
//執行一個任務 該任務是 new Callable() 對象 
 
Future future = executorService.submit( new Callable<String>() { 
 
@Override 
 
public String call() throws Exception { 
 
return "執行完了" ; 
 
} 
 
}) ; 
 
try { 
 
//如果任務結束執行則返回 
 
Log.d( "結果是： "+ future.get() ); 
 
} catch (Exception e) { 
 
e.printStackTrace(); 
 
} 
 
//關閉線程池 
 
executorService.shutdown(); 
 
} 
 
}

結果：

結果是：執行完了

2.4、inVokeAny()

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

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) { 
 
//創建一個線程數固定大小為10的線程池 
 
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
 
List<Callable<String>> list = new ArrayList<>() ; 
 
//創建***個 Callable 
 
Callable<String> callable1 = new Callable<String>() { 
 
@Override 
 
public String call() throws Exception { 
 
Log.d( "callable 1 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
 
return "執行完了 callable 1" ; 
 
} 
 
}; 
 
//創建第二個 Callable 
 
Callable<String> callable2 = new Callable<String>() { 
 
@Override 
 
public String call() throws Exception { 
 
Log.d( "callable 2 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
 
return "執行完了 callable 2" ; 
 
} 
 
}; 
 
list.add( callable1 ) ; 
 
list.add( callable2 ) ; 
 
try { 
 
String result = executorService.invokeAny( list ) ; 
 
Log.d( "結果是： "+ result ); 
 
} catch (InterruptedException e1) { 
 
e1.printStackTrace(); 
 
} catch (ExecutionException e1) { 
 
e1.printStackTrace(); 
 
} 
 
//關閉線程池 
 
executorService.shutdown(); 
 
} 
 
}

結果：

callable 1 線程是： pool-1-thread-1

callable 2 線程是： pool-1-thread-2

結果是：執行完了 callable 2

總結：

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() 會調用存在于參數集合中的所有 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 的執行結果。需要注意的是，任務有可能因為異常而導致運行結束，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。

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) { 
 
//創建一個線程數固定大小為10的線程池 
 
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ; 
 
List<Callable<String>> list = new ArrayList<>() ; 
 
//創建***個 Callable 
 
Callable<String> callable1 = new Callable<String>() { 
 
@Override 
 
public String call() throws Exception { 
 
Log.d( "callable 1 線程是： "+ Thread.currentThread().getName() ); 
 
return "執行完了 callable 1" ; 
 
} 
 
}; 
 
//創建第二個 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( "結果是： "+ future.get() ); 
 
} 
 
} catch (Exception e) { 
 
e.printStackTrace(); 
 
} 
 
//關閉線程池 
 
executorService.shutdown(); 
 
} 
 
}

結果

callable 1 線程是： pool-1-thread-1

callable 2 線程是： pool-1-thread-2

結果是：執行完了 callable 1

結果是：執行完了 callable 2

注意：1：Callable 的call方法都是執行在子線程中的

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

2.6 如何關閉 ExecuteService 服務 ?

當使用 ExecutorService 完畢之后，我們應該關閉它，這樣才能保證線程不會繼續保持運行狀態。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，那么程序將會繼續保持運行狀態。存在于 ExecutorService 中的活動線程會阻Java虛擬機關閉。

為了關閉在 ExecutorService 中的線程，你需要調用 shutdown() 方法。ExecutorService 并不會馬上關閉，而是不再接收新的任務，一旦所有的線程結束執行當前任務，ExecutorServie 才會真的關閉。所有在調用 shutdown() 方法之前提交到 ExecutorService 的任務都會執行。

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

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