掌握 ExecutorService 關閉：追蹤線程池終止

假設您想要執行一些任務。由於透過單一執行緒執行它可能需要相當長的時間才能獲得結果，因此您決定使用可靠的 ExecutorService 透過多個執行緒處理它。

這是一個範例：

public static void main(String[] args) {
    ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        int temp = i;
        executorService.submit(() -> {
            task(temp);
        });
    }
    executorService.shutdown();
    System.out.println("ExecutorService is shutdown");
}

private static void task(int temp) {
    try {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1L);
        System.out.println("Task " + temp + " completed");
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

當然，像往常一樣，如果不使用「睡眠」作為任務執行的原型，任何執行緒範例都是不完整的。

它輸出，

ExecutorService is shutdown
Task 1 completed
Task 2 completed
Task 0 completed
Task 4 completed
Task 3 completed

現在想像一下有一個無窮無盡的任務隊列，而你不知道其中的數量。也許它們是由資料庫中動態添加的條目數量決定的。

例如，一家銀行，它必須全天處理大量交易。交易結束時間為下午5點，超過該時間將不再接受任何額外任務。

但是，您確實知道任務的數量是有限的，並且將在某個時間點結束。

如何知道所有任務完成的時間點？

如果您注意到上面的程式碼片段，ExecutorService.shutdown() 會使主執行緒立即退出，但後台執行緒仍然處理已接受的任務直至完成。有什麼方法可以讓您收到完成通知嗎？

我想到了幾個解決方案：

1. 使用 CountDownLatch 來計算任務 - 但由於您不知道任務的數量，所以使用它是不切實際的。
2. 使用ExecutorService.awaitTermination()。然而，這裡的時間仍然是不確定的。您可以使用非常自由的 ExecutorService.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.DAYS) 或類似的東西。但這又是一個阻塞呼叫。

有更好的方法來解決這個問題嗎？

Java 確實提供了一種更好且相對未知的方法來解決這個問題。這裡的「技巧」是要知道 Executors.newFixedThreadPool 本質上是一個具有預定義值的 ThreadPoolExecutor。讓我們來看看 Executors.newFixedThreadPool 的實作。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

我真的建議閱讀這裡的 ThreadPoolExecutor 文件。 ExecutorService 是 ThreadPoolExecutor 的便利包裝。

...強烈建議程式設計師使用更方便的Executors工廠方法Executors.newCachedThreadPool()（無界執行緒池，具有自動執行緒回收功能）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小執行緒池）和Executors.newSingleThreadExecutoringleThreadExecutoringle ( )（單後台執行緒），為最常見的使用場景預先配置設定。

將幫助我們解決問題的部分是：

鉤子方法

此類提供了受保護的可重寫 beforeExecute(Thread, Runnable) 和 afterExecute(Runnable, Throwable) 方法，這些方法在每個任務執行之前和之後都被呼叫。這些可用於操縱執行環境；例如，重新初始化 ThreadLocals、收集統計資料或新增日誌條目。此外，可以重寫方法終止（）以執行執行器完全終止後需要完成的任何特殊處理。

我們可以使用終止方法來通知我們同樣的事情！但我們該如何使用它呢？

public static void main(String[] args) {
    ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        int temp = i;
        executorService.submit(() -> {
            task(temp);
        });
    }
    executorService.shutdown();
    System.out.println("ExecutorService is shutdown");
}

private static void task(int temp) {
    try {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1L);
        System.out.println("Task " + temp + " completed");
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

如果您不喜歡匿名類別（像我一樣），您始終可以自行擴展 ThreadPoolExecutor 來建立自訂類別。

ExecutorService is shutdown
Task 1 completed
Task 2 completed
Task 0 completed
Task 4 completed
Task 3 completed

這是驗證它是否按照我們的預期工作的輸出。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

您還使用了哪些其他相對未知的片段？請在評論中告訴我！

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