在java中，直接使用线程来异步的执行任务，线程的每次创建与销毁需要一定的计算机资源开销。每个任务创建一个线程的话，当任务数量多的时候，则对应的创建销毁开销会消耗大量的资源，这种策略最终可能会使处于高负荷状态的应用崩溃。

Java中的线程，即使工作单元，也是执行机制。从JDK5开始，把工作单元与执行机制分离开来。

• 工作单元：Runnable 和 Callable
• 执行机制：Executor 框架

1. Executor 框架简介

1.1 Executor 框架的两级调度模型

• 在HotSpot VM 的线程模型中，Java线程(java.lang.Thread) 被一对一的映射为本地操作系统的线程。Java线程的启动与销毁都与本地线程同步。操作系统会调度所有线程并将它们分配给可用的CPU。
• 在上层，Java使用多线程的程序，通常会将应用分解为若干任务，然后使用用户级别的调度器（Executor框架）将这些任务映射为对应数量的线程；
• 底层，操作系统会将这些线程映射到硬件处理器上，切下层硬件的调度并不受应用程序的控制。调度模型如下图

1.2 Executor框架的结构与成员

1. Excutor 框架的结构 -主要由3大部分组成

• 任务

  • Runnable接口（无返回值）
  • Callable<V>接口（有返回值）

• 任务的执行
  执行机制的核心接口-Executor，以及实现Executor接口的ExecutorService,
  Executor框架 中有两个关键类实现了ExecutorService：

  • ThreadPoolExecutor

    线程池的实现类，执行被提交的线程、任务(Callable/Runnable 接口的实现类中的run()方法)

  • ScheduledThreadPoolExecutor

    给定延迟或定期的执行任务(Callable/Runnable 接口的实现类中的run()方法)、命令。比Timer 更加灵活，强大。 

• 异步执行的结果（返回值）

  • Future 接口 可以通过get()方法或者异步执行的结果
  • FutureTask<V>类 （实现了Future接口）

Executor框架的使用:

• 主线程（main线程）创建实现Runnable或者Callable<V> 接口的待执行任务对象。
• Executors可以将Runnable封装为Callable<V> {Executors.callable(Runnable task)/(Runnable task，result)}。
• Runnable接口对象可以交由ExexutorService执行 {ExecutorService.executor(Runnable r) {无返回值}；或者把Runnable接口对象或Callable<V>接口对象交由ExecutorService执行 {ExecutorService.submit(Runnable r/Callable<V> t) 有返回值 Futrue接口的对象，现阶段JDK返回的是FutureTask};
• 最后，主线程（main线程）执行 FutrueTask.get()阻塞，等待任务执行完成，同时获取返回值。也可以执行FutureTask.cancel(boolean mayInterruptIfRunning)取消执行（参数表示如果正在执行是否取消）。

2. Executor框架的成员

主要成员： ThreadPoolExecutor（线程池）、ScheduldThreadPoolExecutor、Runnable接口、Future<V>接口、Callable<V>接口 以及 Executors工具类。

1. ThreadPoolExecutor
   通常使用Executors 创建，Executors可以创建三种类型的ThreadPoolExecutor：SingleThreadExecuto、FixedThreadPool、CachedThreadPool

   • FixedThreadPool 创建固定线程数，适用于限制当前线程数量时，适用于负载较重的服务器。
     Executor创建使用的API：

     public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads); public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreaDFactory threadFactory);

   • SingleThreadExecutor 创建单个线程，任意时间点不会有多个线程是活动的，适用于需要保证顺序执行各任务的时候。
     Executors创建API：

     public static ExecutorService newSingleThreadPool(); public static ExecutorService newSingleThreadPool(ThreadFactory threadFactory);

   • CachedThreadPool 根据需要创建新线程，大小无界的线程池，适用于执行大量短期的异步任务时，或负载较轻的服务器。
     Executors创建API：

     public static ExecutorService newCachedThreadPool(); public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory);

2. ScheduledThreadPoolExecutor
   使用Executors工厂类创建，Executors可以创建两种类型的ScheduldThreadPoolExecutor

   • ScheduledThreadPoolExecutor 包含若干个线程，适用于多个线程执行周期任务，同时限制执行的线程数量。
     Executors 创建固定个数线程ScheduledThreadPoolExecutor 的API：

     public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize); public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory);

   • SingleThreadScheduledExecutor 之包含一个线程，适用于单个后台线程执行定时任务，同时保证顺序执行各个任务。
     Executors 创建单个线程SingleScheduledExecutor 的API：

     public static ScheduledExecutorService newSingleScheduledExecutor(int corePoolSize); public static ScheduledExecutorService newSingleScheduledExecutor(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory);

3. Future 接口
   与其实现类FutureTask用于表示异步计算的结果。Runnable/Callable接口提交（submit）给ThreadPoolExecutor或者ScheduledThreadPoolExecutor时候，返回值为FutureTask对象、实现类Future接口的对象。

   PE="button" class="copyCode code-tool" data-toggle="tooltip" data-placement="top" data-clipboard-text=" Future submIT(Callable task); Future submit(Runnable task, T result); Future submit(Runnable task);" title="" data-original-title="复制">

   <T> Future<T> submit(Callable<T> task); <T> Future<T> submit(Runnable task, T result); Future<?> submit(Runnable task);

4. Runnable 和Callable 接口
   都可以被线程池执行，Runnable 无返回值，Callable 有返回值。
   Runnable可以使用工厂类Executors将其封装为Callble
   Executors 对应API如下:

   public static Callable