Java Master-Worker模式实现
引用:http://blog.51cto.com/zhangfengzhe/1879323
Master-Worker模式简介
Master-Worker模式是非常经典的常用的一个并行计算模式,它的核心思想是2类进程协作工作:Master进程和Worker进程。Master负责接收客户端请求,分配任务;Worker负责具体处理任务。当各个Worker处理完任务后,统一将结果返回给Master,由Master进行整理和总结。其好处是能够将一个大JOB分解成若干小JOB,并行执行,从而提高系统的吞吐量。比如流行的Web Server,如Nginx,Apache HTTP都存在这种Master-Worker工作模式;离线分布式计算框架Hadoop的JobTracker和TaskTracker,实时流计算框架Strom的Nimbus和Supervisor都涉及到这种思想。那么下面我们来具体分析下Java Master-Worker模式的实现。
Master-Worker模式分析
我们重点分析下Master,Worker这2个角色。
Master
Master需要接受Client端提交过来的任务Task,而且还得将Task分配给Worker进行处理,因此Master需要一个存储来存放Task。那么采用哪种存储集合呢?首先来说,需要支持并发的集合类,因为多个Worker间可能存在任务竞争,因此我们需要考虑java.util.concurrent包下的集合。这里可以考虑采用非阻塞的ConcurrentLinkedQueue。
Master需要清楚的知道各个Woker的基本信息,如是否各个Worker都运行完毕,因此Master端需要保存Worker的信息,可以采用Map存储。
由于最后各个Worker都会上报运行结果,Master端需要有一个存储结果的Map,可以采用支持并发的ConcurrentHashMap。
Worker
Worker需要持有Master端的任务Task集合的引用,因为Worker需要从里面拿取Task。
同上,Worker需要持有Master端的存储结果的引用。
综上,我们可以得到如下:
我们可以进一步细化,Master/Worker应该提供什么操作?
Master:
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通过构造方法以初始化workers
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应该提供submit(Task)方法接受Client端提交过来的任务
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start()让workers开始处理任务
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提供isComplete()判断各个worker的状态,是否都处理完毕
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提供getResult()给客户端返回结果
Worker:
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Worker本质上就是Runnable,提供run()
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负责处理业务逻辑的handle()
Java Master-Worker代码实现
Task
Worker
Master
Main
运行结果
总结
在单线程的时候,处理一个Task需要500ms,那么处理10个Task需要5S,如果采用Master-Worker这种并行模型,可以大大缩短计算处理时间。