Effective Java 第三版——80. EXECUTORS, TASKS, STREAMS 優於線程

Tips
書中的源代碼地址：https://github.com/jbloch/effective-java-3e-source-code
注意，書中的有些代碼裏方法是基於Java 9 API中的，因此JDK 最好下載 JDK 9以上的版本。

80. EXECUTORS, TASKS, STREAMS 優於線程

本書的初版包含一個簡單工做隊列的代碼[Bloch01，條目 49]。 此類容許客戶端將後臺線程的異步處理工做排入隊列。 當再也不須要工做隊列時，客戶端能夠調用一個方法，要求後臺線程在完成隊列中已有的任何工做後正常終止自身。 實現只不過是個玩具，但即使如此，它還須要一整頁精細，細緻的代碼，若是你沒有恰到好處的話，這種代碼很容易出現安全和活性失敗。 幸運的是，沒有理由再編寫這種代碼了。

到本書第二版出版時，java.util.concurrent包已添加到Java中。 該包包含一個Executor Framework，它是一個靈活的基於接口的任務執行工具。 建立一個比本書初版更好的工做隊列只須要一行代碼：

ExecutorService exec = Executors.newSingleThreadExecutor();

下面是如何提交一個可運行的(runnable)執行:

exec.execute(runnable);

下面是如何告訴executor優雅地終止(若是作不到這一點，你的虛擬機極可能不會退出):

exec.shutdown();

可使用執行器服務（executor service）作更多的事情。例如，能夠等待一個特定任務完成(條目 79中使用get方法, 319頁)，能夠等待任何或所有任務完成的集合(使用invokeAny或invokeAll方法)，也能夠等待執行者服務終止(使用awaitTermination方法)，能夠在完成任務時逐個檢索任務結果（使用ExecutorCompletionService），能夠安排任務在特定時間運行或按期運行(使用ScheduledThreadPoolExecutor)，等等。

若是但願多個線程處理來自隊列的請求，只需調用另外一個靜態工廠，該工廠建立一種稱爲線程池的不一樣類型的執行器服務。 能夠建立具備固定或可變數量線程的線程池。 java.util.concurrent.Executors類包含靜態工廠，它們提供了你須要的大多數執行程序。 可是，若是想要一些不同凡響的東西，能夠直接使用ThreadPoolExecutor類。 此類容許你配置線程池操做的幾乎每一個方面。

爲特定應用程序選擇執行程序服務可能很棘手。 對於小程序或負載較輕的服務器，Executors.newCachedThreadPool一般是一個不錯的選擇，由於它不須要配置，一般「作正確的事情」。可是對於負載很重的生產服務器來講，緩存線程池不是一個好的選擇！ 在緩存線程池中，提交的任務不會排隊，而是當即傳遞給線程執行。 若是沒有可用的線程，則建立一個新線程。 若是服務器負載太重以致於全部CPU都被充分利用而且更多任務到達時，則會建立更多線程，這隻會使事情變得更糟。 所以，在負載很重的生產服務器中，最好使用Executors.newFixedThreadPool，它提供具備固定線程數的池，或直接使用ThreadPoolExecutor類，以實現最大程度的控制。

不只應該避免編寫本身的工做隊列，並且一般應該避免直接使用線程。 當直接使用Thread類時，線程既能夠做爲工做單元，也能夠做爲執行它的機制。 在executor framework中，工做單元和執行機制是分開的。 關鍵的抽象是工做單元，稱爲任務。 有兩種任務：Runnable及其近親Callable（相似於Runnable，除了它返回一個值而且能夠拋出任意異常）。 執行任務的通常機制是executor service。 若是從任務的角度來看，讓executor service爲你執行它們，能夠靈活地選擇適當的執行策略以知足你的需求，並在需求發生變化時更改策略。 本質上本質上，Executor Framework執行的功能與Collections Framework聚合（aggregation）功能是相同的。

在Java 7中，Executor Framework被擴展爲支持fork-join任務，這些任務由稱爲fork-join池的特殊executor service運行。 由ForkJoinTask實例表示的fork-join任務能夠拆分爲較小的子任務，而包含ForkJoinPool的線程不只處理這些任務，並且還「彼此」竊取「任務」以確保全部線程都保持忙碌，從而致使更高的任務 CPU利用率，更高的吞吐量和更低的延遲。 編寫和調優fork-join任務很棘手。 並行流（Parallel streams）（條目 48）是在fork-join池之上編寫的，假設它們適合當前的任務，那麼你能夠輕鬆地利用它們的性能優點。

對Executor Framework的完整處理超出了本書的範圍，但感興趣的讀者能夠參考 《Java Concurrency in Practice》一書[Goetz06]。