Executor フレームワーク

ExecutorService

ExecutorService は Java スレッドプールの核心かくしんインターフェースで、非同期ひどうきタスクの実行じっこうを管理かんり・制御せいぎょするメソッドを提供ていきょうします。

execute() vs submit()

メソッド	戻もどり値ち	例外れいがい処理しょり
`execute(Runnable)`	void	例外れいがいを取得しゅとくできない
`submit(Callable)`	Future	Future 経由けいゆで例外れいがいを取得しゅとく可能かのう

スレッドプールの正しいシャットダウン

スレッドプールを正ただしく閉とじるための重要じゅうようなポイント：

shutdown + awaitTermination
shutdownNow + awaitTermination

メソッド	動作どうさ
`shutdown()`	新あたらしいタスクの送信そうしんを拒否きょひ；待機中たいきちゅうのタスクはキャンセルされない；実行中じっこうちゅうのタスクは完了かんりょうまで継続けいぞく
`shutdownNow()`	新あたらしいタスクを拒否きょひ；待機中たいきちゅうのタスクをキャンセル；実行中じっこうちゅうのタスクの中断ちゅうだんを試行しこう
`awaitTermination()`	スレッドプールの終了しゅうりょうを待機たいき（TERMINATED 状態じょうたいまで）、タイムアウト時間じかんパラメータあり

ベストプラクティス

ShutdownExample.java

executorService.shutdown();
try {
    if (!executorService.awaitTermination(3000, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
        executorService.shutdownNow();
    }
} catch (InterruptedException e) {
    executorService.shutdownNow();
}

フローの説明せつめい：

shutdown() を呼よび出だし、新あたらしいタスクの送信そうしんをブロックし、待機たいきキュー内ないのタスクを完了かんりょうさせる
awaitTermination() を呼よび出だし、待機たいきキュー内ないのタスクが指定してい時間じかん内ないに完了かんりょうすることを確保かくほ
awaitTermination() の待機たいき後ごもタスクが残のこっている場合ばあいは、shutdownNow() で強制きょうせい終了しゅうりょう
awaitTermination() 実行中じっこうちゅうのスレッドも中断ちゅうだんされる可能性かのうせいがあるため、InterruptedException を catch

ThreadPoolExecutor

Alibaba 開発規範

一般的いっぱんてきに Executors を使用しようせず、ThreadPoolExecutor でカスタム作成さくせいすることで、スレッドプールの動作どうさルールを明確めいかくにし、リソース枯渇こかつリスク（OOM）を回避かいひできます。

Executors が返かえすスレッドプールオブジェクトの欠点けってん：

種類しゅるい	問題もんだい
FixedThreadPool / SingleThreadPool	リクエストキューの長ながさが `Integer.MAX_VALUE` まで許可きょかされ、大量たいりょうのリクエストが蓄積ちくせきして OOM の原因げんいんになる可能性かのうせい
CachedThreadPool / ScheduledThreadPool	スレッド作成さくせい数すうが `Integer.MAX_VALUE` まで許可きょかされ、大量たいりょうのスレッドが作成さくせいされて OOM の原因げんいんになる可能性かのうせい

7つのパラメータ

ThreadPoolExecutorParams.java

new ThreadPoolExecutor(
    int corePoolSize,           // 常駐（コア）スレッド数
    int maximumPoolSize,        // 最大スレッド数
    long keepAliveTime,         // スレッド生存時間
    TimeUnit unit,              // 時間単位
    BlockingQueue<Runnable> workQueue,  // ブロッキングキュー
    ThreadFactory threadFactory,        // スレッドファクトリ
    RejectedExecutionHandler handler    // 拒否ポリシー
);

パラメータ	説明せつめい
`corePoolSize`	常駐じょうちゅう（コア）スレッド数すう
`maximumPoolSize`	最大さいだいスレッド数すう
`keepAliveTime` + `unit`	スレッド生存せいぞん時間じかん；コアスレッド数すうを超こえた分ぶんは、一定いってい時間じかん使用しようされないと回収かいしゅう
`workQueue`	ブロッキングキュー
`threadFactory`	スレッドファクトリ
`handler`	拒否きょひポリシー

内部動作原理

ThreadPoolExecutor

拒否ポリシー (Reject Strategy)

ポリシー	説明せつめい
`AbortPolicy` (デフォルト)	`RejectedExecutionException` をスローしてシステムの正常せいじょう動作どうさを阻止そし
`CallerRunsPolicy`	タスクを呼よび出だし元もとに戻もどして実行じっこうし、新あたらしいタスクの流量りゅうりょうを低減ていげん
`DiscardOldestPolicy`	キュー内ないで最もっとも長ながく待機たいきしているタスクを破棄はきし、現在げんざいのタスクの再送信さいそうしんを試行しこう
`DiscardPolicy`	処理しょりできないタスクを静しずかに破棄はき、何なにも処理しょりせず例外れいがいもスローしない

一般的なスレッドプール

ExecutorTypes.java

// 固定数スレッドプール
ExecutorService fixed = Executors.newFixedThreadPool(int nThreads);

// 単一スレッドプール
ExecutorService single = Executors.newSingleThreadExecutor();

// 拡張可能スレッドプール
ExecutorService cached = Executors.newCachedThreadPool();

種類しゅるい	説明せつめい
`newFixedThreadPool(n)`	1つのプール / N個このスレッド
`newSingleThreadExecutor()`	1つのプール / 1個このスレッド、タスクは順番じゅんばんに実行じっこう
`newCachedThreadPool()`	需要じゅように応おうじてスレッドを作成さくせい、拡張かくちょう可能かのう

スレッドプールサイズの設定

JCIP 公式

\text{スレッド数} = \text{利用可能なコア数} \times \left(1 + \frac{\text{待機時間}}{\text{サービス時間}}\right)

Little’s Law

L = \lambda \times W

記号きごう	説明せつめい
L	同時どうじに処理しょりされるリクエスト数すう
λ	長期ちょうき平均へいきん到着とうちゃく率りつ (RPS)
W	リクエスト処理しょりの平均へいきん時間じかん（レイテンシ）

ForkJoinPool

Fork/Join フレームワーク：

Fork：複雑ふくざつなタスクを分割ぶんかつ、大おおきな仕事しごとを小ちいさく
Join：分割ぶんかつしたタスクの結果けっかを統合とうごう

参考リソース

CompletableFuture スレッド基礎