概述

在Java中，使用线程来异步执行任务。Java线程的创建与销毁需要一定的开销，如果我们为每一个任务创建一个新线程来执行，这些线程的创建与销毁将消耗大量的计算资源。同时，为每一个任务创建一个新线程来执行，这种策略可能会使处于高负荷状态的应用最终崩溃。

Java线程既是工作单元，也是执行单元。从JDK1.5开始，把工作单元与执行机制分离开来。工作单元包括Runnable 和 Callable，而执行机制由Executor框架提供。

Java从1.5版本开始，为简化多线程并发编程，引入全新的并发编程包:java.util.concurrent及其并发编程框架(Executor框架)。

Executor框架是指java 5中引入的一系列并发库中与executor相关的一些功能类，其中包括线程池，Executor，Executors，ExecutorService，CompletionService，Future，Callable等。

类关系图如下：

在Executor框架中，使用执行器(Exectuor)来管理Thread对象，从而简化了并发编程。

Executor框架简介

Executor框架的两级调度模型

在HotSpot VM的线程模型中，Java线程被一对一映射为本地操作系统线程。

Java线程启动时会创建一个本地操作系统线程；当Java线程终止时，这个操作系统线程也会被回收。操作系统会调用所有线程并将他们分配给可用的CPU。

可以将此种模式分为两层

在上层，Java多线程程序通常把应用程序分解为若干任务，然后使用用户级的调度器(Executor框架)将这些任务映射为固定数量的线程

在底层，操作系统内核将这些线程映射到硬件处理器上。

两级调度模型的示意图如下：

从图中可以看出，该框架用来控制应用程序的上层调度,下层调度由操作系统内核控制，不受应用程序控制.

Executor框架成员

任务

被执行任务需要实现的接口：Runnable接口和Callable接口

执行任务

任务执行机制的核心接口Executor，以及继承自Executor的ExecutorService接口。

Executor框架有两个关键类实现了ExecutorService接口：ThreadPoolExecutor 和 ScheduledThreadPoolExector.

异步计算的结果

Future和实现Future接口的FutureTask类。

Executor框架的类与接口

Executor是一个接口，Executor框架的基础，它将任务的提交与任务的执行分离。

Executors 线程池工厂类

AbstractExecutorService 执行框架抽象类。

ThreadPoolExecutor是线程池的核心实现类，用来执行被提交的任务。

ScheduledThreadPoolExecutor是一个实现类，可以在给定的延迟后运行命令，或者定期执行命令。ScheduledThreadPoolExecutor 比 Timer 更灵活，功能更强大。

Future接口和它的实现FutureTask类，代表异步计算的结果。

Runnable和Callable接口的实现类，都可以被ThreadPoolExecutor 或 ScheduledThreadPoolExecutor执行.

使用Executor框架

1。 主线程首先要创建实现 Runnable接口或者Callable接口的任务对象。Executors可以把一个Runnable对象封装为一个Callable对象，如下

Executors.callable(Runnale task);

或者

Executors.callable(Runnable task, Object result);

2。 然后把Runnable对象直接交给ExecutorService执行

ExecutorService.execute(Runnable command);

或者也可以把Runnable对象或Callable对象提交给ExecutorService执行。 如果执行ExecutorService.submit(…)，ExecutorService将返回一个实现Future接口的对象(到目前为止的JDK中，返回的是FutureTask对象)。由于FutureTask实现了Runnable接口，我们也可以创建FutureTask类，然后直接交给ExecutorService执行。

ExecutorService.submit(Runnable task);

3。 最后，主线程可以执行FutureTask.get()方法来等待任务执行完成。主线程也可以执行FutureTask.cancel(boolean mayInterruptIfRunning)来取消此任务的执行。