java.util.concurrent包 以及 线程池的使用。
2016-04-04 11:51
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java.util.concurrent 包中包含大量有用的构建快,可以用它们来改进并发类的性能、可伸缩性、线程安全和可维护性。通过这些构建快,应该可以不再需要在您的代码中大量使用同步、wait/notify 和 Thread.start(),而用更高级别、标准化的、高性能并发实用程序来替换它们。
ConcurrentLinkedQueue---》》线程安全队列
BlockLinkedQueue---------》》阻塞安全队列,可以方便的写出
生产者消费者线程
class UnreliableWebServer {
public static void main(String[] args) {
ServerSocket socket = new ServerSocket(80);
while (true) {
final Socket connection = socket.accept();
Runnable r = new Runnable() {
public void run() {
handleRequest(connection);
}
};
// Don't do this!
new Thread(r).start();
}
}
}
当服务器被请求吞没时,UnreliableWebServer 类不能很好地处理这种情况。每次有请求时,就会创建新的类。根据操作系统和可用内存,可以创建的线程数是有限的。
不幸的是,您通常不知道限制是多少 -- 只有当应用程序因为 OutOfMemoryError 而崩溃时才发现。
如果足够快地在这台服务器上抛出请求的话,最终其中一个线程创建将失败,生成的 Error 会关闭整个应用程序。当一次仅能有效支持很少线程时,没有必要创建上千个
线程,无论如何,这样使用资源可能会损害性能。创建线程会使用相当一部分内存,其中包括有两个堆栈(Java 和 C),以及每线程数据结构。如果创建过多线程,其中
每个线程都将占用一些 CPU 时间,结果将使用许多内存来支持大量线程,每个线程都运行得很慢。这样就无法很好地使用计算资源。
使用线程池解决问题
为任务创建新的线程并不一定不好,但是如果创建任务的频率高,而平均任务持续时间低,我们可以看到每项任务创建一个新的线程将产生性能(如果负载不可预知,还有稳定性)问题。
如果不是每项任务创建一个新的线程,则服务器应用程序必须采取一些方法来限制一次可以处理的请求数。这意味着每次需要启动新的任务时,它不能仅调用下列代码。
new Thread(runnable).start()
管理一大组小任务的标准机制是组合工作队列和线程池。工作队列就是要处理的任务的队列,前面描述的 Queue 类完全适合。线程池是线程的集合,每个线程都提取公用工作队列。当一个工作线程完成任务处理后,它会返回队列,查看是否有其他任务需要处理。如果有,它会转移到下一个任务,并开始处理。
线程池为线程生命周期间接成本问题和资源崩溃问题提供了解决方案。通过对多个任务重新使用线程,创建线程的间接成本将分布到多个任务中。作为一种额外好处,因为请求到达时,线程已经存在,从而可以消除由创建线程引起的延迟。因此,可以立即处理请求,使应用程序更易响应。而且,通过正确调整线程池中的线程数,可以强制超出特定限制的任何请求等待,直到有线程可以处理它,它们等待时所消耗的资源要少于使用额外线程所消耗的资源,这样可以防止资源崩溃。
Executor 框架
java.util.concurrent 包中包含灵活的线程池实现,但是更重要的是,它包含用于管理实现 Runnable 的任务的执行的整个框架。该框架称为 Executor 框架。
Executor 接口相当简单。它描述将运行 Runnable 的对象:
public interface Executor {
void execute(Runnable command);
}
任务运行于哪个线程不是由该接口指定的,这取决于使用的 Executor 的实现。它可以运行于后台线程,如 Swing 事件线程,或者运行于线程池,或者调用线程,或者新的线程,它甚至可以运行于其他 JVM!通过同步的 Executor 接口提交任务,从任务执行策略中删除任务提交。Executor 接口独自关注任务提交 -- 这是Executor 实现的选择,确定执行策略。这使在部署时调整执行策略(队列限制、池大小、优先级排列等等)更加容易,更改的代码最少。
java.util.concurrent 中的大多数 Executor 实现还实现 ExecutorService 接口,这是对 Executor 的扩展,它还管理执行服务的生命周期。这使它们更易于管理,并向生命可能比单独 Executor 的生命更长的应用程序提供服务。
public interface ExecutorService extends Executor {
void shutdown();
List shutdownNow();
boolean isShutdown();
boolean isTerminated();
boolean awaitTermination(long timeout,
TimeUnit unit);
// other convenience methods for submitting tasks
}
Executor
java.util.concurrent 包包含多个 Executor 实现,每个实现都实现不同的执行策略。什么是执行策略?执行策略定义何时在哪个线程中运行任务,执行任务可能消耗的资源级别(线程、内存等等),以及如果执行程序超载该怎么办。
执行程序通常通过工厂方法例示,而不是通过构造函数。Executors 类包含用于构造许多不同类型的 Executor 实现的静态工厂方法:
• Executors.newCachedThreadPool() 创建不限制大小的线程池,但是当以前创建的线程可以使用时将重新使用那些线程。如果没有现有线程可用,
• 将创建新的线程并将其添加到池中。使用不到 60 秒的线程将终止并从缓存中删除。
• Executors.newFixedThreadPool(int n) 创建线程池,其重新使用在不受限制的队列之外运行的固定线程组。在关闭前,所有线程都会因为执行
• 过程中的失败而终止,如果需要执行后续任务,将会有新的线程来代替这些线程。
• Executors.newSingleThreadExecutor() 创建 Executor,其使用在不受限制的队列之外运行的单一工作线程,与 Swing 事件线程非常相似。
• 保证顺序执行任务,在任何给定时间,不会有多个任务处于活动状态。
更可靠的 Web 服务器 -- 使用 Executor
前面 如何不对任务进行管理 中的代码显示了如何不用编写可靠服务器应用程序。幸运的是,修复这个示例非常简单,只需将 Thread.start() 调用替换为向 Executor 提交任务即可:
class ReliableWebServer {
Executor pool =
Executors.newFixedThreadPool(7);
public static void main(String[] args) {
ServerSocket socket = new ServerSocket(80);
while (true) {
final Socket connection = socket.accept();
Runnable r = new Runnable() {
public void run() {
handleRequest(connection);
}
};
pool.execute(r);
}
}
}
注意,本例与前例之间的区别仅在于 Executor 的创建以及如何提交执行的任务。
ConcurrentLinkedQueue---》》线程安全队列
BlockLinkedQueue---------》》阻塞安全队列,可以方便的写出
生产者消费者线程
class UnreliableWebServer {
public static void main(String[] args) {
ServerSocket socket = new ServerSocket(80);
while (true) {
final Socket connection = socket.accept();
Runnable r = new Runnable() {
public void run() {
handleRequest(connection);
}
};
// Don't do this!
new Thread(r).start();
}
}
}
当服务器被请求吞没时,UnreliableWebServer 类不能很好地处理这种情况。每次有请求时,就会创建新的类。根据操作系统和可用内存,可以创建的线程数是有限的。
不幸的是,您通常不知道限制是多少 -- 只有当应用程序因为 OutOfMemoryError 而崩溃时才发现。
如果足够快地在这台服务器上抛出请求的话,最终其中一个线程创建将失败,生成的 Error 会关闭整个应用程序。当一次仅能有效支持很少线程时,没有必要创建上千个
线程,无论如何,这样使用资源可能会损害性能。创建线程会使用相当一部分内存,其中包括有两个堆栈(Java 和 C),以及每线程数据结构。如果创建过多线程,其中
每个线程都将占用一些 CPU 时间,结果将使用许多内存来支持大量线程,每个线程都运行得很慢。这样就无法很好地使用计算资源。
使用线程池解决问题
为任务创建新的线程并不一定不好,但是如果创建任务的频率高,而平均任务持续时间低,我们可以看到每项任务创建一个新的线程将产生性能(如果负载不可预知,还有稳定性)问题。
如果不是每项任务创建一个新的线程,则服务器应用程序必须采取一些方法来限制一次可以处理的请求数。这意味着每次需要启动新的任务时,它不能仅调用下列代码。
new Thread(runnable).start()
管理一大组小任务的标准机制是组合工作队列和线程池。工作队列就是要处理的任务的队列,前面描述的 Queue 类完全适合。线程池是线程的集合,每个线程都提取公用工作队列。当一个工作线程完成任务处理后,它会返回队列,查看是否有其他任务需要处理。如果有,它会转移到下一个任务,并开始处理。
线程池为线程生命周期间接成本问题和资源崩溃问题提供了解决方案。通过对多个任务重新使用线程,创建线程的间接成本将分布到多个任务中。作为一种额外好处,因为请求到达时,线程已经存在,从而可以消除由创建线程引起的延迟。因此,可以立即处理请求,使应用程序更易响应。而且,通过正确调整线程池中的线程数,可以强制超出特定限制的任何请求等待,直到有线程可以处理它,它们等待时所消耗的资源要少于使用额外线程所消耗的资源,这样可以防止资源崩溃。
Executor 框架
java.util.concurrent 包中包含灵活的线程池实现,但是更重要的是,它包含用于管理实现 Runnable 的任务的执行的整个框架。该框架称为 Executor 框架。
Executor 接口相当简单。它描述将运行 Runnable 的对象:
public interface Executor {
void execute(Runnable command);
}
任务运行于哪个线程不是由该接口指定的,这取决于使用的 Executor 的实现。它可以运行于后台线程,如 Swing 事件线程,或者运行于线程池,或者调用线程,或者新的线程,它甚至可以运行于其他 JVM!通过同步的 Executor 接口提交任务,从任务执行策略中删除任务提交。Executor 接口独自关注任务提交 -- 这是Executor 实现的选择,确定执行策略。这使在部署时调整执行策略(队列限制、池大小、优先级排列等等)更加容易,更改的代码最少。
java.util.concurrent 中的大多数 Executor 实现还实现 ExecutorService 接口,这是对 Executor 的扩展,它还管理执行服务的生命周期。这使它们更易于管理,并向生命可能比单独 Executor 的生命更长的应用程序提供服务。
public interface ExecutorService extends Executor {
void shutdown();
List shutdownNow();
boolean isShutdown();
boolean isTerminated();
boolean awaitTermination(long timeout,
TimeUnit unit);
// other convenience methods for submitting tasks
}
Executor
java.util.concurrent 包包含多个 Executor 实现,每个实现都实现不同的执行策略。什么是执行策略?执行策略定义何时在哪个线程中运行任务,执行任务可能消耗的资源级别(线程、内存等等),以及如果执行程序超载该怎么办。
执行程序通常通过工厂方法例示,而不是通过构造函数。Executors 类包含用于构造许多不同类型的 Executor 实现的静态工厂方法:
• Executors.newCachedThreadPool() 创建不限制大小的线程池,但是当以前创建的线程可以使用时将重新使用那些线程。如果没有现有线程可用,
• 将创建新的线程并将其添加到池中。使用不到 60 秒的线程将终止并从缓存中删除。
• Executors.newFixedThreadPool(int n) 创建线程池,其重新使用在不受限制的队列之外运行的固定线程组。在关闭前,所有线程都会因为执行
• 过程中的失败而终止,如果需要执行后续任务,将会有新的线程来代替这些线程。
• Executors.newSingleThreadExecutor() 创建 Executor,其使用在不受限制的队列之外运行的单一工作线程,与 Swing 事件线程非常相似。
• 保证顺序执行任务,在任何给定时间,不会有多个任务处于活动状态。
更可靠的 Web 服务器 -- 使用 Executor
前面 如何不对任务进行管理 中的代码显示了如何不用编写可靠服务器应用程序。幸运的是,修复这个示例非常简单,只需将 Thread.start() 调用替换为向 Executor 提交任务即可:
class ReliableWebServer {
Executor pool =
Executors.newFixedThreadPool(7);
public static void main(String[] args) {
ServerSocket socket = new ServerSocket(80);
while (true) {
final Socket connection = socket.accept();
Runnable r = new Runnable() {
public void run() {
handleRequest(connection);
}
};
pool.execute(r);
}
}
}
注意,本例与前例之间的区别仅在于 Executor 的创建以及如何提交执行的任务。
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