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[操作系统]Android 自定义线程池的实战


前言:在上一篇文章中我们讲到了AsyncTask的基本使用、AsyncTask的封装、AsyncTask 的串行/并行线程队列、自定义线程池、线程池的快速创建方式。

对线程池不了解的同学可以先看 Android AsyncTask 深度理解、简单封装、任务队列分析、自定义线程池 

 

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1、Executor 简介

     在Java 5之后,并发编程引入了一堆新的启动、调度和管理线程的API。Executor框架便是Java 5中引入的,其内部使用了线程池机制,它在java.util.cocurrent 包下,通过该框架来控制线程的启动、执行和关闭,可以简化并发编程的操作。因此,在Java 5之后,通过Executor来启动线程比使用Thread的start方法更好,除了更易管理,效率更好(用线程池实现,节约开销)外,还有关键的一点:有助于避免this逃逸问题——如果我们在构造器中启动一个线程,因为另一个任务可能会在构造器结束之前开始执行,此时可能会访问到初始化了一半的对象用Executor在构造器中。

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

   在java代码中 Executor是一个接口,只有一个方法。

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 是一个接口,继承 Executor ,除了有execute( Runnable command) 方法外,还拓展其他的方法:    

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);       //提交一个任务
  • <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);   //提交一个任务
  • Future<?> submit(Runnable task);          //提交一个任务
  • <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)

        接收一个 java.lang.Runnable 对象作为参数,并且以异步的方式执行它。如下是一个使用 ExecutorService 执行 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) {				//创建一个线程数固定大小为10的线程池		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ;				//执行一个任务 该任务是 new Runnable() 对象		executorService.execute( new Runnable() {						@Override			public void run() {       Log.d( Thread.currentThread().getName() );							}		});				//关闭线程池		executorService.shutdown();	}}

  结果:

pool-1-thread-1

     使用这种方式没有办法获取执行 Runnable 之后的结果,如果你希望获取运行之后的返回值,就必须使用 接收 Callable 参数的 execute() 方法,后者将会在下文中提到。

 

     2.2、submit(Runnable)

        方法 submit(Runnable) 同样接收一个 Runnable 的实现作为参数,但是会返回一个 Future 对象。这个 Future 对象可以用于判断 Runnable 是否结束执行。如下是一个 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) {		//创建一个线程数固定大小为10的线程池		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ;		//执行一个任务 该任务是 new Runnable() 对象		Future future = executorService.submit( new Runnable() {			@Override			public void run() {				Log.d( Thread.currentThread().getName() );				}		});		try {			//如果任务结束执行则返回 null			Log.d( ""+ future.get() );			} catch (Exception e) {			e.printStackTrace();		} 		//关闭线程池		executorService.shutdown();	}}

  结果:

pool-1-thread-1
null

   

     2.3 submit(Callable)

       方法 submit(Callable) 和方法 submit(Runnable) 比较类似,但是区别则在于它们接收不同的参数类型。Callable 的实例与 Runnable 的实例很类似,但是 Callable 的 call() 方法可以返回壹個结果。方法 Runnable.run() 则不能返回结果。

      Callable 的返回值可以从方法 submit(Callable) 返回的 Future 对象中获取。如下是一个 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) {		//创建一个线程数固定大小为10的线程池		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ;		//执行一个任务 该任务是 new Callable() 对象		Future future = executorService.submit( new Callable<String>() {			@Override			public String call() throws Exception {				return "执行完了" ;			}		}) ;			try {			//如果任务结束执行则返回 			Log.d( "结果是: "+ future.get() );			} catch (Exception e) {			e.printStackTrace();		} 		//关闭线程池		executorService.shutdown();	}}

  结果:

结果是: 执行完了

 

   2.4、inVokeAny()

       方法 invokeAny() 接收一个包含 Callable 对象的集合作为参数。调用该方法不会返回 Future 对象,而是返回集合中某一个 Callable 对象的结果,而且无法保证调用之后返回的结果是哪一个 Callable,只知道它是这些 Callable 中一个执行结束的 Callable 对象。如果一个任务运行完毕或者抛出异常,方法会取消其它的 Callable 的执行。

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) {		//创建一个线程数固定大小为10的线程池		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ;		List<Callable<String>> list = new ArrayList<>() ;				//创建第一个 Callable		Callable<String> callable1 = new Callable<String>() {			@Override			public String call() throws Exception {				Log.d( "callable 1 线程是: "+ Thread.currentThread().getName() );					return "执行完了 callable 1" ;			}		};				//创建第二个 Callable		Callable<String> callable2 = new Callable<String>() {			@Override			public String call() throws Exception {				Log.d( "callable 2 线程是: "+ Thread.currentThread().getName() );					return "执行完了 callable 2" ;			}		};				list.add( callable1 ) ;		list.add( callable2 ) ;				try {		 String result = executorService.invokeAny( list ) ;		 Log.d( "结果是: "+ result );			} catch (InterruptedException e1) {						e1.printStackTrace();		} catch (ExecutionException e1) {			e1.printStackTrace();		}			//关闭线程池		executorService.shutdown();	}}

  结果:

callable 1 线程是: pool-1-thread-1

callable 2 线程是: pool-1-thread-2
结果是: 执行完了 callable 2

     总结:

       1、可以看到 Callable 里面的call方法,都是在子线程中运行的,

         2、 executorService.invokeAny( list ) ;返回值是任意一个 Callable 的返回值 。具体是哪一个,每个都有可能。

 

    2.5、invokeAll()

 方法 invokeAll() 会调用存在于参数集合中的所有 Callable 对象,并且返回一个包含 Future 对象的集合,你可以通过这个返回的集合来管理每个 Callable 的执行结果。需要注意的是,任务有可能因为异常而导致运行结束,所以它可能并不是真的成功运行了。但是我们没有办法通过 Future 对象来了解到这个差异。

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) {		//创建一个线程数固定大小为10的线程池		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 10 ) ;		List<Callable<String>> list = new ArrayList<>() ;		//创建第一个 Callable		Callable<String> callable1 = new Callable<String>() {			@Override			public String call() throws Exception {				Log.d( "callable 1 线程是: "+ Thread.currentThread().getName() );					return "执行完了 callable 1" ;			}		};		//创建第二个 Callable		Callable<String> callable2 = new Callable<String>() {			@Override			public String call() throws Exception {				Log.d( "callable 2 线程是: "+ Thread.currentThread().getName() );					return "执行完了 callable 2" ;			}		};		list.add( callable1 ) ;		list.add( callable2 ) ;		List<Future<String>> result;		try {			result = executorService.invokeAll( list );			for (Future<String> future : result) {				Log.d( "结果是: "+ future.get() );				}			} catch (Exception e) {			e.printStackTrace();		}		//关闭线程池		executorService.shutdown();	}}

  结果

callable 1 线程是: pool-1-thread-1
callable 2 线程是: pool-1-thread-2
结果是: 执行完了 callable 1
结果是: 执行完了 callable 2

    注意:1:Callable 的call方法都是执行在子线程中的

            2: executorService.invokeAll( list ) 是返回值。 但是必须是所有的 Callable对象执行完了,才会返回,返回值是一个list, 顺序和 List<Callable>一样 。在执行的过程中,如果任何一个Callable发生异常,程序会崩溃,没有返回值。

       

     2.6 如何关闭 ExecuteService 服务 ?

当使用 ExecutorService 完毕之后,我们应该关闭它,这样才能保证线程不会继续保持运行状态。 举例来说,如果你的程序通过 main() 方法启动,并且主线程退出了你的程序,如果你还有一个活动的 ExecutorService 存在于你的程序中,那么程序将会继续保持运行状态。存在于 ExecutorService 中的活动线程会阻Java虚拟机关闭。 

为了关闭在 ExecutorService 中的线程,你需要调用 shutdown() 方法。ExecutorService 并不会马上关闭,而是不再接收新的任务,一旦所有的线程结束执行当前任务,ExecutorServie 才会真的关闭。所有在调用 shutdown() 方法之前提交到 ExecutorService 的任务都会执行。 
如果你希望立即关闭 ExecutorService,你可以调用 shutdownNow() 方法。这个方法会尝试马上关闭所有正在执行的任务,并且跳过所有已经提交但是还没有运行的任务。但是对于正在执行的任务,是否能够成功关闭它是无法保证 的,有可能他们真的被关闭掉了,也有可能它会一直执行到任务结束。这是一个最好的尝试。