java并发与线程池应用
一、创建线程池 Executors类,提供了一系列工厂方法用于创先线程池,返回的线程池都实现了ExecutorService接口,Executor的实现还提供了对生命周期的支持,以及统计信息收集,应用程序管理机制和性能监视等机制。Executor基于生产者---消费者模式,提交任务的操作相当于生产者,执行任务的线程相当于消费者。如果要使用Executor,必须将任务表述为一个Runnable. (1) public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 创建固定数目线程的线程池。当线程池中处于活跃状态的线程达到这个固定的数目时,新进来的线程将会被阻塞,直到出现新的空闲线程。这个方法一般用来控制服务器中最多出现的线程数量。 (2) public static ExecutorService newCachedThreadPool() 创建一个可缓存的线程池,调用execute 将重用以前构造的线程(如果线程可用),如果现有线程没有可用的,则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。 (3)public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() 创建一个单线程化的Executor。这个线程池中只有一个线程可用,如果里面有正在执行的线程,新放进来的线程就会被阻塞,直到线程池中有一个闲置的线程出现。 (4)public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) 创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池,多数情况下可用来替代Timer类。因为Timer的优点在于简单易用,但由于所有任务都是由同一个线程来调度,因此所有任务都是串行执行的,同一时间只能有一个任务在执行,前一个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务。 ScheduledExecutorService扩展了ExecutorService接口,提供时间排程的功能: a)schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit) b)scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initalDelay,long period) 创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作,后续操作具有给定的周期后,也就是将initialDelay 后开始执行,然后在initialDelay+period 后执行,接着在 initialDelay + 2 * period 后执行,依此类推。 c)scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay,TimeUnit unit) 创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作,随后,在每一次执行终止和下一次执行开始之间都存在给定的延迟。这个间隔会加上command任务执行的时间,它是相对于command的时间的。 //创建固定数目的线程池 Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(10); Runnable task = new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("task over"); } }; executor.execute(task); //创建周期执行的线程池 executor = Executors.newScheduledThreadPool(10); ScheduledExecutorService scheduler = (ScheduledExecutorService) executor; //提交后,延迟10秒再执行task,然后每隔10执行一次task scheduler.scheduleAtFixedRate(task, 10, 10, TimeUnit.SECONDS); //提交后,延迟10秒再执行task,等这个task执行完之后再隔10执行task. scheduler. scheduleWithFixedDelay(task,10,10, TimeUnit.SECONDS) 二、ExecutorService与生命周期 ExecutorService扩展了Executor并添加了一些生命周期管理的方法。一个Executor的生命周期有三种状态,运行 ,关闭 ,终止 。Executor创建时处于运行状态。当调用ExecutorService.shutdown()后,处于关闭状态,isShutdown()方法返回true。这时,不应该再想Executor中添加任务,所有已添加的任务执行完毕后,Executor处于终止状态,isTerminated()返回true。如果Executor处于关闭状态,往Executor提交任务会抛出unchecked exception RejectedExecutionException。 ExecutorService executorService = (ExecutorService) executor; while (!executorService.isShutdown()) { try { executorService.execute(task); } catch (RejectedExecutionException ignored) { } } executorService.shutdown(); 三、使用Callable,Future返回结果 Future<V>代表一个异步执行的操作,通过get()方法可以获得操作的结果,如果异步操作还没有完成,则,get()会使当前线程阻塞。FutureTask<V>实现了Future<V>和Runable<V>。Callable代表一个有返回值得操作。 <a href="http://zhannei.baidu.com/cse/search?s=11662572977038519898&entry=1&q=Callable" class="bdcs-inlinelink" target="_blank">Callable</a><Integer> func = new Callable<Integer>(){ public Integer call() throws Exception { System.out.println("inside callable"); Thread.sleep(1000); return new Integer(8); } }; FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(func); Thread newThread = new Thread(futureTask); newThread.start(); try { System.out.println("blocking here"); Integer result = futureTask.get(); System.out.println(result); } catch (InterruptedException ignored) { } catch (ExecutionException ignored) { } ExecutoreService提供了submit()方法,传递一个Callable,或Runnable,返回Future。如果Executor后台线程池还没有完成Callable的计算,这调用返回Future对象的get()方法,会阻塞直到计算完成。 例子:并行计算数组的和。 package executorservice; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.Future; import java.util.concurrent.FutureTask; public class ConcurrentCalculator { private ExecutorService exec; private int cpuCoreNumber; private List<Future<Long>> tasks = new ArrayList<Future<Long>>(); // <a href="http://zhannei.baidu.com/cse/search?s=11662572977038519898&entry=1&q=%E5%86%85%E9%83%A8%E7%B1%BB" class="bdcs-inlinelink" target="_blank">内部类</a> class SumCalculator implements Callable<Long> { private int[] numbers; private int start; private int end; public SumCalculator(final int[] numbers, int start, int end) { this.numbers = numbers; this.start = start; this.end = end; } public Long call() throws Exception { Long sum = 0l; for (int i = start; i < end; i++) { sum += numbers[i]; } return sum; } } public ConcurrentCalculator() { cpuCoreNumber = Runtime.getRuntime().availableProcessors(); exec = Executors.newFixedThreadPool(cpuCoreNumber); } public Long sum(final int[] numbers) { // 根据CPU核心个数<a href="http://zhannei.baidu.com/cse/search?s=11662572977038519898&entry=1&q=%E6%8B%86%E5%88%86%E4%BB%BB%E5%8A%A1" class="bdcs-inlinelink" target="_blank">拆分任务</a>,创建FutureTask并提交到Executor for (int i = 0; i < cpuCoreNumber; i++) { int increment = numbers.length / cpuCoreNumber + 1; int start = increment * i; int end = increment * i + increment; if (end > numbers.length) end = numbers.length; SumCalculator subCalc = new SumCalculator(numbers, start, end); FutureTask<Long> task = new FutureTask<Long>(subCalc); tasks.add(task); if (!exec.isShutdown()) { exec.submit(task); } } return getResult(); } /** * 迭代每个只任务,获得部分和,相加返回 * * @return */ public Long getResult() { Long result = 0l; for (Future<Long> task : tasks) { try { // 如果计算未完成则阻塞 Long subSum = task.get(); result += subSum; } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } return result; } public void close() { exec.shutdown(); } } 四、CompletionService 在刚在的例子中,getResult()方法的实现过程中,迭代了FutureTask的数组,如果任务还没有完成则当前线程会阻塞,如果我们希望任意字任务完成后就把其结果加到result中,而不用依次等待每个任务完成,可以使CompletionService。生产者submit()执行的任务。使用者take()已完成的任务,并按照完成这些任务的顺序处理它们的结果 。也就是调用CompletionService的take方法是,会返回按完成顺序放回任务的结果,CompletionService内部维护了一个阻塞队列BlockingQueue,如果没有任务完成,take()方法也会阻塞。修改刚才的例子使用CompletionService: public class ConcurrentCalculator2 { private ExecutorService exec; private CompletionService<Long> completionService; private int cpuCoreNumber; // 内部类 class SumCalculator implements Callable<Long> { private int[] numbers; private int start; private int end; public SumCalculator(final int[] numbers, int start, int end) { this.numbers = numbers; this.start = start; this.end = end; } public Long call() throws Exception { Long sum = 0l; for (int i = start; i < end; i++) { sum += numbers[i]; } return sum; } } public ConcurrentCalculator2() { cpuCoreNumber = Runtime.getRuntime().availableProcessors(); exec = Executors.newFixedThreadPool(cpuCoreNumber); completionService = new ExecutorCompletionService<Long>(exec); } public Long sum(final int[] numbers) { // 根据CPU核心个数拆分任务,创建FutureTask并提交到Executor for (int i = 0; i < cpuCoreNumber; i++) { int increment = numbers.length / cpuCoreNumber + 1; int start = increment * i; int end = increment * i + increment; if (end > numbers.length) end = numbers.length; SumCalculator subCalc = new SumCalculator(numbers, start, end); if (!exec.isShutdown()) { completionService.submit(subCalc); } } return getResult(); } /** * 迭代每个只任务,获得部分和,相加返回 * * @return */ public Long getResult() { Long result = 0l; for (int i = 0; i < cpuCoreNumber; i++) { try { Long subSum = completionService.take().get(); result += subSum; } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } return result; } public void close() { exec.shutdown(); } } 如果转载,请注明来自游戏技术网:http://www.youxijishu.com/blogs/10.html