Thread and Runnable
現代作業系統，都支援透過程序和執行緒來實現併發。程序是程式的執行時的例項。程式是靜態的，而程序是動態的。程序與程序之間，相互獨立。例如，如果你執行一個Java程式，作業系統就會生成一個和其他程序並行執行的程序。而在程序內部，我們又可以透過使用執行緒來併發的執行操作，並充分利用現代機器多核的優勢。
Java從JDK1。0開始，便開始支援執行緒了。我們在啟動一個執行緒之前，必須告訴它要它執行什麼操作。我們可以透過實現** Runnable**介面來告訴執行緒它要執行的操作，如下圖所示：
我們透過lambda表示式來實現了** Runnable
介面.我們讓它做的事是,將執行緒的名稱輸出到控制檯.在我們啟動執行緒之前,我們先直接啟動
Runnable**，看看會發生什麼。
結果應該是這樣：
或者是這樣：
因為新建立的執行緒和主執行緒現在是並行執行，所以我們並不能確定最後的那兩行輸出的順序。而且因為這種順序的不確定性，導致併發程式設計比單執行緒程式設計要困難的多。
我們可以讓執行緒暫停一段時間。我們一般用這來模擬需要執行很長時間的任務的執行緒。
如果你執行上面的程式碼，你會看到，第一條輸出和第二條輸出中間，間隔了一秒。 ** TimeUnit**是一個很有用的列舉，它簡化了對時間單元的處理。
使用Thread類來程式設計，很容易產生錯誤。所以，Java在2004年釋出的JAVA5引入了** Concurrency API
.這些API位於
java。util。concurrent
包中,並且包含很多有用的類.從那之後,這些
Concurrency API**就包含在每個Java版本中了。甚至在Java8中，又為併發引入了新的類和方法。
下面我們來看一下** Concurrency API**中，最重要的那部分- executor services。
Executors
** Concurrency API
打算用
ExecutorService
來取代
Thread
.Executor能夠執行非同步任務,並且管理著一個執行緒池.執行緒池中的執行緒都可以被複用.所以我們只需要透過一個
executor service**，就能執行很多的需要併發執行的任務。
下面這個例子演示瞭如何使用** ExecutorService**：
** Executors
是一個工廠類,我們可以用它來建立各種各樣的
Executor Service
.這裡建立了一個只有一個執行緒的
Executor Service**。
輸出的結果很容易理解。你可能會注意到，這個程式一直在執行，一直都不停止。實際上，我們需要手動停掉** Executor**，否則它會一直執行，來監聽新的任務。
** ExecutorService
提供了兩個方法,讓我們停掉
Executor
.一個是
shutdown（）
,它會等待當前正在執行的任務停止.另一個是
shutdownNow（）
,它會中斷全部的正在執行的任務,並讓
Executor**立即停止。
我們使用如下圖所示的這種方式，來停掉** Executor**更好：
** Executor**會等待一段時間，讓正在執行的任務執行完。超過五秒之後，就停掉全部的正在執行的task。
Callables和Futures
除了** Runnable
,
Executor
還接受
Callable
作為引數.
Callable
和
Runnable
的區別在於,
Callable**是有返回值的。
下圖中的** Callable**，會先暫停一秒鐘，然後輸出一個整數：
透過** Callable
來建立
Executor
的方式,和透過
Runnable
來建立
Executor
的方式一樣.那麼我們如何來獲取
Callable
的返回值呢?我們可以透過
Future
物件來獲取.因為
submit（）
方法是非阻塞的,它不會等待任務完成,然後直接返回任務的返回值.而是透過返回一個
Future
物件,其中會封裝任務的返回值.等任務完成後,我們就能透過這個
Future
物件,來獲取
Callable**的返回值。
在透過** submit（）
方法提交完任務之後,我們透過
isDone（）
方法,來檢視
Future**物件是否完成。這裡當然不會，因為執行緒會在返回值之前，先暫停一秒。
呼叫** get（）
方法,會阻塞當前執行緒,直到
callable
執行完畢.現在
Future**物件完成了，我們可以在控制檯中，看到如下結果：
** Future
物件和
Executor Service
之間,有輕微的耦合.需要注意的是,如果你在
Future
完成之前,結束
Executor**，那麼它會丟擲異常。
你可能已經注意到了，這裡我們是透過** newFixedThreadPool（1）
方法,來建立的
ExecutorService
,它會建立一個只有一個執行緒的執行緒池.其等價與
newSingleThreadExecutor**。但是我們可以透過調整其引數來改變該執行緒池的大小。
Timeouts
** future。get（）
方法,會阻塞當前執行緒,直到
Callable
執行完畢.那如果
Callable**執行的是一個死迴圈呢？這會導致我們的程式失去響應。我們可以透過設定超時時間，來解決這個問題：
上面的程式碼會丟擲** TimeoutException**：
你應該知道為何丟擲這個異常：我們設定其最多等待1秒，但是** Callable**執行卻需要兩秒。
InvokeAll
** Executor Service
支援透過呼叫
invokeAll（）
方法,來傳入多個
Callable
,實現一次執行多個任務的目的.這個方法,其引數是
Callable
的集合,其返回值,是
Future**物件的集合。
InvokeAny
另一個一次執行多個任務的方法是** invokeAny（）
方法,這個方法和
invokeAll（）
方法,有一些不同.這個方法不會返回
Future
物件,它會一直等到第一個
Callable**執行結束，然後返回其返回值。
我們使用下面的幫助類，來生成** Callable**。
然後執行下面的程式碼，它會返回需要執行的時間最短的任務的返回值：
上面的程式碼中，透過** newWorkStealingPool（）
來建立了另一種
ExecutorService
.這種
ExecutorService**，其執行緒池中的執行緒的數量，預設為我們的機器的核數。
Scheduled Executors
我們現在已經知道如何來透過** Executor Service**啟動執行緒了。那如果有一個任務，需要重複執行很多次，或者定時執行，那我們該怎麼辦呢？
我們可以使用** Scheduled Executors**。
下面的程式碼，會在三秒後，啟動一個執行緒來執行任務：
** schedule（）
方法,會返回一個
ScheduleFuture
,相對於普通的
Future
來說,它增加了一個
getDelay**方法，來檢視還剩多少時間來啟動執行緒執行任務。
** ScheduleExecutorService
提供了
scheduleAtFixedRate（）
和
scheduleWithFixedDelay（）**這兩個方法。前者會按一定的頻率來執行任務。下面的例子會每秒執行一次任務：
** scheduleAtFixedRate（）**方法指定的間隔，不包括任務執行的時間。所以，如果你讓那些需要兩秒來執行的任務，每隔一秒執行一次，執行緒池會很快達到容量上限。
針對上面的那種情況，你應當使用** scheduleWithFixedDelay（）**方法。這個方法的引數，是一個任務完成後，再過多久才執行下一個任務。
作者：AlstonWilliams
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