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《Effective Java》学习日志(十)80:比起Thread,偏爱executor、tasks、Streams

2019-01-24


学习资料主要参考: 《Effective Java Third Edition》,作者:Joshua Bloch



本书的第一版包含一个简单工作队列的代码[Bloch01,第49项]。 此类允许客户端将后台线程的异步处理工作排入队列。 当不再需要工作队列时,客户端可以调用一个方法,要求后台线程在完成队列中已有的任何工作后正常终止自身。 实现只不过是一个玩具,但即便如此,它还需要一整页精细,细致的代码,如果你没有恰到好处的话,这种代码很容易出现安全和活动失败。 幸运的是,没有理由再编写这种代码了。

到本书第二版出版时,java.util.concurrent已添加到Java中。 该软件包包含一个Executor Framework,它是一个灵活的基于接口的任务执行工具。 创建一个比本书第一版更好的工作队列只需要一行代码:

ExecutorService exec = Executors.newSingleThreadExecutor();

以下是如何提交runnable执行:

exec.execute(runnable);

这里是如何告诉执行程序优雅地终止(如果你没有这样做,很可能你的VM不会退出):

exec.shutdown();

您可以使用执行程序服务执行更多操作。 例如,您可以等待特定任务完成(使用get方法,如第79页的第79项所示),您可以等待任何或所有任务集合完成(使用invokeAny或invokeAll方法) ,您可以等待执行程序服务终止(使用awaitTermination方法),您可以在完成任务时逐个检索任务结果(使用ExecutorCompletionService),您可以安排任务在特定时间运行或定期运行 (使用ScheduledThreadPoolExecutor),依此类推。

如果您希望多个线程处理来自队列的请求,只需调用另一个静态工厂,该工厂创建一种称为线程池的不同类型的执行器服务。 您可以创建具有固定或可变数量线程的线程池。 java.util.concurrent.Executors类包含静态工厂,它们提供了您需要的大多数执行程序。 但是,如果您想要一些与众不同的东西,可以直接使用ThreadPoolExecutor类。 此类允许您配置线程池操作的几乎每个方面。

为特定应用程序选择执行程序服务可能很棘手。 对于小程序或负载较轻的服务器,Executors.newCachedThreadPool通常是一个不错的选择,因为它不需要配置,通常“做正确的事情。”但是对于负载很重的生产服务器来说,缓存的线程池不是一个好的选择! 在缓存的线程池中,提交的任务不会排队,而是立即传递给线程执行。 如果没有可用的线程,则创建一个新线程。 如果服务器负载过重以至于所有CPU都被充分利用并且更多任务到达,则会创建更多线程,这只会使事情变得更糟。 因此,在负载很重的生产服务器中,最好使用Executors.newFixedThreadPool,它为您提供具有固定线程数的池,或直接使用ThreadPoolExecutor类,以实现最大程度的控制。

您不仅应该避免编写自己的工作队列,而且通常应该避免直接使用线程。 当您直接使用线程时,线程既可以作为工作单元,也可以作为执行它的机制。 在执行程序框架中,工作单元和执行机制是分开的。 关键的抽象是工作单元,这是任务。 有两种任务:Runnable及其近亲,Callable(类似于Runnable,除了它返回一个值并且可以抛出任意异常)。 执行任务的一般机制是执行程序服务。 如果您考虑任务并让执行程序服务为您执行它们,您可以灵活地选择适当的执行策略以满足您的需求,并在需求发生变化时更改策略。 本质上,Executor Framework执行Collections Framework为聚合所做的工作。

在Java 7中,Executor Framework被扩展为支持fork-join任务,这些任务由称为fork-join池的特殊执行器服务运行。 由ForkJoinTask实例表示的fork-join任务可以拆分为较小的子任务,而包含ForkJoinPool的线程不仅处理这些任务,而且还“彼此”窃取“任务”以确保所有线程都保持忙碌,从而导致更高的任务 CPU利用率,更高的吞吐量和更低的延迟。 编写和调优fork-join任务很棘手。 并行流(第48项)写在fork连接池的顶部,允许您轻松地利用它们的性能优势,假设它们适合于手头的任务。

对Executor Framework的完整处理超出了本书的范围,但感兴趣的读者可以参考Java Concurrency in Practice。


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