Java ExecutorService:你真的了解它吗?

忆~遂愿 2024-08-08 13:35:01 阅读 57

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一、什么是ExecutorService?二、ExecutorService的核心功能三、如何创建和使用ExecutorService?

时光匆匆,又来到另一个里程碑,感谢粉丝们的陪伴,有你们真好~

不水文啦,一起加油叭~

一、什么是ExecutorService?

ExecutorService 是 Java 中用来管理和执行多线程任务的一种高级工具。可以有效地管理线程的生命周期和任务的执行过程,特别是在需要处理大量并发任务时尤为有用。

生动形象的比喻,ExecutorService 就像是一个管理者,你可以把任务交给它,它会根据需要创建线程,并且确保任务按照你的要求执行。

在实际编程中,可以通过 ExecutorService 来避免直接操作线程,这样做通常更安全和更高效。

可以创建一个 ExecutorService 并告诉它需要执行的任务,ExecutorService 会根据需要创建线程,并在执行完任务后将线程回收以便重用,这样可以节省资源并提高性能。

看一个简单的例子:

假设有一个需要处理大量数据的任务,可以创建一个 ExecutorService,并告诉它希望同时执行多少个任务。ExecutorService 会根据设定的自动创建和管理线程,确保这些任务可以并发执行而不会互相干扰。这种方式比手动管理线程更容易,并且可以更好地利用计算机的多核处理能力。

<code>// 创建一个固定大小的线程池,最多同时执行两个任务

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);

// 提交两个任务给线程池执行

executor.submit(() -> {

System.out.println("任务1 正在执行...");

// 这里放置任务1的具体代码逻辑

});

executor.submit(() -> {

System.out.println("任务2 正在执行...");

// 这里放置任务2的具体代码逻辑

});

// 关闭线程池

executor.shutdown();

二、ExecutorService的核心功能

创建固定大小的线程池

// 创建一个包含5个线程的固定大小线程池

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);

使用场景: 当需要限制同时执行的线程数量时,可以使用固定大小的线程池。这样可以控制并发线程数量,避免系统资源被过度消耗。

创建可缓存的线程池

// 创建一个可根据需要自动扩展的线程池

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

使用场景: 当有大量短期异步任务需要处理时,可以使用可缓存线程池。它会根据任务的增加自动创建新线程,并在空闲时重用现有线程,从而提高性能。

提交 Runnable 任务

executor.submit(() -> {

System.out.println("执行任务1");

// 这里放置任务1的具体代码逻辑

});

使用场景: 当需要执行没有返回值的简单任务时,可以提交实现了 Runnable 接口的任务。例如,清理临时文件、发送通知等异步操作。

提交 Callable 任务并获取结果

Future<Integer> future = executor.submit(() -> {

System.out.println("执行任务2");

// 这里放置任务2的具体代码逻辑

// 返回任务执行结果

return fu;

});

try {

// 获取任务执行结果,可能会阻塞直到任务完成

Integer result = future.get();

System.out.println("任务2 的结果是:" + result);

} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {

e.printStackTrace();

}

使用场景: 当需要执行有返回值的任务,并且可能需要等待任务完成后获取结果时,可以提交实现了 Callable 接口的任务,并使用 Future 对象获取任务的返回值。

扩展:

Future 接口提供了一个特殊的阻塞方法 get(),它返回 Callable 任务执行的实际结果,但如果是 Runnable 任务,则只会返回 null。

如果调用get()方法时任务仍在运行,那么调用将会一直被执阻塞,直到任务正确执行完毕并且结果可用时才返回。

get() 方法是阻塞的,而且并不知道要阻塞多长时间。因此可能导致应用程序的性能降低。如果结果数据并不重要,那么我们可以使用超时机制来避免长时间阻塞。

// 等待 200 毫秒

String result = future.get(200, TimeUnit.MILLISECONDS);

这个get() 的重载,第一个参数为超时的时间,第二个参数为时间的单位。

控制线程池的关闭

// 平稳关闭线程池,等待所有任务执行完成

executor.shutdown();

使用场景: 当不再需要使用 ExecutorService 时,应该调用 shutdown() 方法来关闭线程池。确保已提交的任务能够完成执行,避免资源泄漏和任务丢失的问题。

三、如何创建和使用ExecutorService?

使用 Executors 工厂类来创建不同类型的 ExecutorService。

newFixedThreadPool(int n) 可以创建一个固定大小的线程池。

newCachedThreadPool() 则可以创建一个根据需要自动扩展的线程池。

实际案例:

创建一个简单的多线程程序,使用 ExecutorService 执行一批任务,并获取它们的执行结果。

public static void main(String[] args) {

// 创建一个固定大小为3的线程池

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);

// 创建一个列表来保存提交的任务

List<Future<Integer>> futures = new ArrayList<>();

// 提交10个任务,每个任务返回任务ID乘以2的结果

for (int i = 1; i <= 10; i++) {

final int taskId = i;

// 提交 Callable 任务,并将 Future 对象保存到列表中

Future<Integer> future = executor.submit(() -> {

System.out.println("任务 " + taskId + " 开始执行");

// 模拟任务执行耗时

Thread.sleep(2000);

// 返回任务的结果

return taskId * 2;

});

// 将 Future 对象添加到列表中

futures.add(future);

}

// 等待所有任务完成,并打印各任务的执行结果

for (Future<Integer> future : futures) {

try {

// 获取任务执行结果,可能会阻塞直到任务完成

Integer result = future.get();

System.out.println("任务结果: " + result);

} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {

e.printStackTrace();

}

}

// 关闭线程池

executor.shutdown();

}

// 输出结果

任务 1 开始执行

任务 2 开始执行

任务 3 开始执行

任务结果: 2

任务结果: 4

任务 4 开始执行

任务结果: 6

任务 5 开始执行

任务结果: 8

任务 6 开始执行

任务结果: 10

任务 7 开始执行

任务结果: 12

任务 8 开始执行

任务结果: 14

任务 9 开始执行

任务结果: 16

任务 10 开始执行

任务结果: 18

任务结果: 20

时间不能增添一个人的生命,然而珍惜光阴却可使生命变得更有价值



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