java Executor线程池 中的Callable多线程讲解及实例

Executor：是Java线程池的超级接口；提供一个execute(Runnable command)方法;我们一般用它的继承接口ExecutorService。

Executors：是java.util.concurrent包下的一个类，提供了若干个静态方法，用于生成不同类型的线程池。Executors一共可以创建下面这四类线程池：

newFixedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

newFixedThreadPool 

创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

newScheduledThreadPool 创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

newSingleThreadExecutor 创建一个使用单个 worker 线程的 Executor，以无界队列方式来运行该线程。它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

ExecutorService：它是线程池定义的一个接口，继承Executor。有两个实现类，分别为ThreadPoolExecutor,ScheduledThreadPoolExecutor。

线程池的继承树：



ExecutorService常用的几个方法：
execute(Runnable)从父类继承过来的方法
submit(Runnable)
submit(Callable)
invokeAny(...)
invokeAll(...)
shutdown()

execute方法：方法接收一个Runnable实例，并且异步的执行，请看下面的实例：

public class Demo1 {

public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建一个单线程
executorService.execute(new Runnable() { //接收一个Runnable实例
public void run() {
System.out.println("Asynchronous task");
}
});
executorService.shutdown();
}
}

这个方法有个问题，就是没有办法获知task的执行结果。如果我们想获得task的执行结果，我们可以传入一个Callable的实例（下面会介绍）。

submit(Runnable)方法：返回一个Future对象，通过返回的Future对象，我们可以检查提交的任务是否执行完毕。

public class Demo2 {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建一个单线程
Future future = executorService.submit(new Runnable() { //接收一个Runnable实例
public void run() {
System.out.println("Asynchronous task");
}
});
System.out.println(future.get()); //任务执行结束返回null.
executorService.shutdown();
}

}

submit(Callable)：与submit(Callable)类似，也会返回一个Future对象，但是除此之外，submit(Callable)接收的是一个Callable的实现，Callable接口中的

call()

方法有一个返回值，可以返回任务的执行结果，而Runnable接口中的

run()

方法是

void

的，没有返回值。

public class Demo1 {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建一个单线程
Future<Object> future = executorService.submit(new Callable<Object>() { //接收一个Callable实例
public Object call() {
System.out.println("Asynchronous task");
return "Callable Result";
}
});
System.out.println("future.get()="+future.get());
executorService.shutdown();
}
}

invokeAny(...)：方法接收的是一个Callable的集合，执行这个方法不会返回Future，但是会返回所有Callable任务中其中一个任务的执行结果。这个方法也无法保证返回的是哪个任务的执行结果，反正是其中的某一个。

public class Demo2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();

callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result1";
}

});

callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result2";
}

});

callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result3";
}

});

String result = executorService.invokeAny(callables);
System.out.println(result);
executorService.shutdown();
}

}

invokeAll(...)：与 

invokeAny(...)

类似也是接收一个Callable集合，但是前者执行之后会返回一个Future的List，其中对应着每个Callable任务执行后的Future对象。

public class Demo3 {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Set<Callable<String>> callables = new HashSet<Callable<String>>();

callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result1";
}

});

callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result2";
}

});

callables.add(new Callable<String>(){
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "Result3";
}

});

List<Future<String>> futures = executorService.invokeAll(callables);    //返回一个Future的List集合
for(Future<String> future:futures){
System.out.println("future.get()="+future.get());
}
executorService.shutdown();
}
}

shutdown()：我们使用完成ExecutorService之后应该关闭它，否则它里面的线程会一直处于运行状态。

举个例子，如果的应用程序是通过main()方法启动的，在这个main()退出之后，如果应用程序中的ExecutorService没有关闭，这个应用将一直运行。之所以会出现这种情况，是因为ExecutorService中运行的线程会阻止JVM关闭。

如果要关闭ExecutorService中执行的线程，我们可以调用

ExecutorService.shutdown()

方法。在调用shutdown()方法之后，ExecutorService不会立即关闭，但是它不再接收新的任务，直到当前所有线程执行完成才会关闭，所有在shutdown()执行之前提交的任务都会被执行。

如果我们想立即关闭ExecutorService，我们可以调用

ExecutorService.shutdownNow()

方法。这个动作将跳过所有正在执行的任务和被提交还没有执行的任务。但是它并不对正在执行的任务做任何保证，有可能它们都会停止，也有可能执行完成。

下面贴出个实际的例子：

package main.java;

import java.sql.Time;

import java.util.ArrayList;

import java.util.Iterator;

import java.util.List;

import java.util.Random;

import java.util.concurrent.Callable;

import java.util.concurrent.CancellationException;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.Future;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**

 * 批量任务的限时 invokeAll(tasks) 批量提交不限时任务

 * 

 * invokeAll(tasks, timeout, unit) 批量提交限时任务

 * 

 * InvokeAll方法处理一个任务的容器（collection），并返回一个Future的容器。两个容器具有相同的结构：

 * invokeAll将Future添加到返回的容器中，这样可以使用任务容器的迭代器，从而调用者可以将它表现的Callable与Future 关联起来。

 * 当所有任务都完成时、调用线程被中断时或者超过时限时，限时版本的invokeAll都会返回结果。 超过时限后，任务尚未完成的任务都会被取消。

 * 

 * 

 *

 */

public class InvokeAllThread {
// 固定大小的线程池，同时只能接受5个任务
static ExecutorService mExecutor = Executors.newCachedThreadPool();

/**
* 计算价格的任务
* 
* @author hadoop
*
*/
private class QuoteTask implements Callable<Integer> {
public final double price;
public final int num;

public QuoteTask(double price, int num) {
this.price = price;
this.num = num;
}

@Override
public Integer call() throws Exception {
Random r = new Random();
long time = (r.nextInt(10) + 1) * 1000;
Thread.sleep(time);

Integer d = Integer.valueOf((int) (price * num));
System.out.println("耗时：" + time / 1000 + "s,单价是：" + price + ",人数是：" + num + "，总额是：" + d);
return d;
}
}

/**
* 在预定时间内请求获得旅游报价信息
* 
* @return
*/
public void getRankedTravelQuotes() throws InterruptedException {
int sum = 0 ;
List<QuoteTask> tasks = new ArrayList<QuoteTask>();
// 模拟5个计算旅游报价的任务
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
tasks.add(new QuoteTask(200, i));
}

/**
* 使用invokeAll方法批量提交限时任务任务
* 
*/
List<Future<Integer>> futures = mExecutor.invokeAll(tasks);
// 报价合计集合
List<Integer> totalPriceList = new ArrayList<Integer>();

for (Future<Integer> future : futures) {

try {
totalPriceList.add(future.get());
} catch (ExecutionException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
for (Integer Integer : totalPriceList) {
sum = sum+Integer;
System.out.println(Integer);

}
System.out.println("总价:"+sum);
mExecutor.shutdown();
}

public static void main(String[] args) {
try {
InvokeAllThread it = new InvokeAllThread();
it.getRankedTravelQuotes();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}

}