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Executor框架的兩級調度模型

在HotSpot VM的線程模型中，Java線程被一對一映射為本地操作系統線程。Java線程啟動時會創建一個本地操作系統線程；當Java線程終止時，這個操作系統線程也會被回收。操作系統會調用所有線程并將他們分配給可用的CPU。

可以將此種模式分為兩層，在上層，Java多線程程序通常把應用程序分解為若干任務，然后使用用戶級的調度器（Executor框架）將這些任務映射為固定數量的線程；在底層，操作系統內核將這些線程映射到硬件處理器上。

兩級調度模型的示意圖：

image

Executor框架的結構

Executor框架主要由3大部分組成：

• 任務： 包括被執行的任務需要實現的接口：Runable 接口、Callable接口；

• 任務的執行： 包括任務執行機制的核心接口Executor，以及繼承自Executor的ExecutorService接口。Executor框架有兩個關鍵類實現了ExecutorService接口：ThreadPoolExecutor 和 ScheduledThreadPoolExecutor、ForkJoinPool；

• 任務的異步計算結果： 包括Future接口和實現Future接口的FutureTask類、ForkJoinTask類。

框架的類與接口：

image

注意一下： 此圖不完整，Executor框架的成員還包括： CompletionService、ExecutorCompletionService 、ForkJoinTask、ForkJoinPool；

---

Executor框架的成員介紹

1、Runnable接口 和 Callable接口

Runnable接口和Callable接口的實現類，都可以被ThreadPoolExecutor或Scheduled-
ThreadPoolExecutor執行。它們之間的區別是Runnable不會返回結果，而Callable可以返回結
果。

除了可以自己創建實現Callable接口的對象外，還可以使用工廠類Executors來把一個
Runnable包裝成一個Callable。

//Executors方法 public?static?Callable<Object>?callable(Runnable?task); public?static?<T>?Callable<T>?callable(Runnable?task,?T?result);

2、Executor、ExecutorService、AbstractExecutorService、ScheduledExecutorService

Executor 接口： 是Executor框架的基礎，它將任務的提交與任務的執行分離開來。
ExecutorService 接口： 擴展了Executor接口，提供了管理終止的方法（shutdown( ) ,etc），以及可為跟蹤一個或多個異步任務執行狀況而生成 Future 的方法。
AbstractExecutorService 類： 提供 ExecutorService 執行方法的默認實現。
ScheduledExecutorService 接口： 一個特殊的 ExecutorService，提供了 可安排在給定的延遲后運行或定期執行的命令。

3、ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor通常使用工廠類Executors來創建。Executors可以創建3種類型的ThreadPoolExecutor：SingleThreadExecutor、FixedThreadPool和CachedThreadPool。
以下是這三種線程池的應用場景說明：

• FixedThreadPool適用于為了滿足資源管理的需求，而需要限制當前線程數量的應用場
  景，它適用于負載比較重的服務器。

• SingleThreadExecutor適用于需要保證順序地執行各個任務；并且在任意時間點，不會有多
  個線程是活動的應用場景。

• CachedThreadPool是大小無界的線程池，適用于執行很多的短期異步任務的小程序，或者
  是負載較輕的服務器

  4、ScheduledThreadPoolExecutor

ScheduledThreadPoolExecutor通常使用工廠類Executors來創建。Executors可以創建2種類
? ?型的ScheduledThreadPoolExecutor，如下。

• ScheduledThreadPoolExecutor：包含若干個線程的ScheduledThreadPoolExecutor。

• SingleThreadScheduledExecutor：只包含一個線程的ScheduledThreadPoolExecutor。

5、Future 接口

Future接口和實現Future接口的FutureTask類用來表示異步計算的結果。當我們把Runnable
接口或Callable接口的實現類提交（submit）給ThreadPoolExecutor或
ScheduledThreadPoolExecutor時，ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor會向我們
返回一個FutureTask對象。下面是對應的API。

<T>?Future<T>?submit(Callable<T>?task) <T>?Future<T>?submit(Runnable?task,?T?result) Future<>?submit(Runnable?task)

有一點需要讀者注意，到目前最新的JDK 8為止，Java通過上述API返回的是一個
FutureTask對象。但從API可以看到，Java僅僅保證返回的是一個實現了Future接口的對象。在將
來的JDK實現中，返回的可能不一定是FutureTask

作者：jinggod 出處：http://www.cnblogs.com/jinggod/p/8488648.html

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java多线程面试准备：聊聊Executor框架的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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