Java中Executor的使用方法

# Java中Executor的使用方法

## 一、Executor框架概述

Java中的Executor框架是Java 5引入的一套線程管理機制，它提供了一種將任務提交與任務執行分離的機制。通過Executor，開發者可以專注于任務邏輯的編寫，而無需手動管理線程的創建和生命周期。

### 1.1 為什么需要Executor
- 傳統線程創建方式（直接new Thread）存在資源消耗大、難以管理的問題
- Executor提供了線程池功能，實現線程復用
- 統一的任務提交接口，簡化并發編程

### 1.2 核心接口關系

Executor ├── ExecutorService │ ├── ScheduledExecutorService │ └── AbstractExecutorService └── ThreadPoolExecutor

## 二、基本使用方法

### 2.1 創建ExecutorService

```java
// 創建固定大小的線程池
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);

// 創建單線程的線程池
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

// 創建可緩存的線程池
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

2.2 提交任務

// 執行Runnable任務
executor.execute(() -> {
    System.out.println("執行任務");
});

// 提交Callable任務并獲取Future
Future<String> future = executor.submit(() -> {
    Thread.sleep(1000);
    return "任務結果";
});

2.3 關閉ExecutorService

// 平緩關閉，不再接受新任務，等待已提交任務完成
executor.shutdown();

// 立即關閉，嘗試中斷正在執行的任務
executor.shutdownNow();

三、線程池配置詳解

3.1 ThreadPoolExecutor核心參數

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    int corePoolSize,      // 核心線程數
    int maximumPoolSize,  // 最大線程數
    long keepAliveTime,   // 空閑線程存活時間
    TimeUnit unit,        // 時間單位
    BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 工作隊列
    ThreadFactory threadFactory,       // 線程工廠
    RejectedExecutionHandler handler   // 拒絕策略
);

3.2 工作隊列類型

3.3 拒絕策略

四、高級功能使用

4.1 ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(3);

// 延遲執行
scheduler.schedule(() -> {
    System.out.println("延遲3秒執行");
}, 3, TimeUnit.SECONDS);

// 固定頻率執行
scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {
    System.out.println("每2秒執行一次");
}, 1, 2, TimeUnit.SECONDS);

4.2 Future與異步結果處理

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
Future<Integer> future = executor.submit(() -> {
    Thread.sleep(1000);
    return 42;
});

// 獲取結果（阻塞）
try {
    Integer result = future.get();
    System.out.println("結果: " + result);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
    e.printStackTrace();
}

4.3 CompletionService

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
CompletionService<String> completionService = new ExecutorCompletionService<>(executor);

// 提交多個任務
completionService.submit(() -> "任務1");
completionService.submit(() -> "任務2");

// 獲取已完成的任務結果
for (int i = 0; i < 2; i++) {
    Future<String> completedFuture = completionService.take();
    System.out.println(completedFuture.get());
}

五、最佳實踐與注意事項

5.1 線程池大小設置

• CPU密集型任務：Ncpu + 1
• IO密集型任務：2*Ncpu
• 混合型任務：根據任務比例調整

5.2 資源清理

• 確保finally塊中關閉線程池
• 使用shutdown()和awaitTermination()組合

executor.shutdown();
try {
    if (!executor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
        executor.shutdownNow();
    }
} catch (InterruptedException e) {
    executor.shutdownNow();
    Thread.currentThread().interrupt();
}

5.3 常見問題

1. 避免無界隊列導致OOM
2. 正確處理線程池中拋出的異常
3. 注意線程上下文切換開銷

六、總結

Java的Executor框架為并發編程提供了強大而靈活的工具。通過合理配置線程池參數、選擇合適的隊列和拒絕策略，可以構建高效穩定的并發系統。掌握Executor的使用方法，能夠顯著提升Java應用的并發處理能力和資源利用率。

注意：實際項目中建議使用ThreadPoolExecutor構造函數創建線程池，而不是Executors工廠方法，以便更精確地控制線程池行為。 “`