java多线程（2）---基于ExecutorService的socket通信线程池

了解线程池
      
        socket通信，如果服务器端采用的实现方式是：一个客户端对应一个线程。那么，每个新线程都会消耗系统资源：创建一个线程会占用CPU周期，而且每个线程都会建立自己的数据结构（如，栈），也要消耗系统内存，另外，当一个线程阻塞时，JVM将保存其状态，选择另外一个线程运行，并在上下文转换（context switch）时恢复阻塞线程的状态。随着线程数的增加，线程将消耗越来越多的系统资源，这将最终导致系统花费更多的时间来处理上下文转换盒线程管理，更少的时间来对连接进行服务。在这种情况下，加入一个额外的线程实际上可能增加客户端总服务的时间。

       我们可以通过限制线程总数并重复使用线程来避免这个问题。
       我们让服务器在启动时创建一个由固定线程数量组成的线程池。当一个新的客户端连接请求传入服务器，它将交给线程池中的一个线程处理，它首先会尝试使用已有的线程，但如果有必要，它会创建一个新的线程来处理任务。该线程处理完这个客户端之后，又返回线程池，继续等待下一次请求。如果连接请求到达服务器时，线程池中所有的线程都已经被占用，它们则在一个队列中等待，直到有空闲的线程可用。

实现步骤 
      1、与一客户一线程服务器一样，线程池服务器首先创建一个ServerSocket实例。
      2、然后创建N个线程，每个线程反复循环，从（共享的）ServerSocket实例接收客户端连接。当多个线程同时调用一个ServerSocket实例的accept（）方法时，它们都将阻塞等待，直到一个新的连接成功建立，然后系统选择一个线程，为建立起的连接提供服务，其他线程则继续阻塞等待。
      3、线程在完成对一个客户端的服务后，继续等待其他的连接请求，而不终止。如果在一个客户端连接被创建时，没有线程在accept（）方法上阻塞（即所有的线程都在为其他连接服务），系统则将新的连接排列在一个队列中，直到下一次调用accept（）方法。

socket通信线程池案例实现：
     我们依然实现http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/14105457这篇博客中的功能，客户端代码相同，服务器端代码在其基础上改为基于ExecutorService线程池的实现，如下：
目录结构：



1.服务端 
（1）业务逻辑代码：接收客户端消息，并返回给客户端

package socketPool;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;

/**
* 该类为多线程类，用于服务端
*/
public class ServerThread implements Runnable {

private Socket client = null;
public ServerThread(Socket client){
this.client = client;
}

//处理通信细节的静态方法，这里主要是方便线程池服务器的调用
public static void execute(Socket client){
try{
//获取Socket的输出流，用来向客户端发送数据
PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());
//获取Socket的输入流，用来接收从客户端发送过来的数据
BufferedReader buf = new BufferedReader( new InputStreamReader(client.getInputStream()));
boolean flag = true;
while( flag){
//接收从客户端发送过来的数据
String str =  buf.readLine();
if( str == null || "".equals( str)){
flag = false;
} else{
if( "bye".equals( str)){
flag = false;
} else{
//将接收到的字符串前面加上echo，发送到对应的客户端
out.println( "服务端返回:" + str);
}
}
}
out.close();
buf.close();
client.close();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void run() {
execute(client );
}

}

（2）服务端线程池代码：

package socketPool;

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
* 该类通过Executor接口实现服务器
*/
public class ServerExecutor {

public static void main(String[] args) throws IOException{
//服务端在20006端口监听客户端请求的TCP连接
ServerSocket server = new ServerSocket(20006);
Socket client = null;
//通过调用Executors类的静态方法，创建一个ExecutorService实例
//ExecutorService接口是Executor接口的子接口
//Executor servicePool = Executors.newCachedThreadPool();
Executor servicePool = Executors.newFixedThreadPool(3);//容纳三个线程的线程池，每提交一个任务就创建一个线程，当达到最大长度，线程池的长度不再变化。
boolean f = true;
while(f){
//等待客户端的连接
client = server.accept();
System. out.println( "与客户端连接成功！" );
//调用execute()方法时，如果必要，会创建一个新的线程来处理任务，但它首先会尝试使用已有的线程，
//如果一个线程空闲60秒以上，则将其移除线程池；
//另外，任务是在Executor的内部排队，而不是在网络中排队
servicePool.execute( new ServerThread( client));
}
server.close();
}
}

       Java提供了大量的内置Executor接口实现，它们都可以简单方便地使用，ExecutorService接口继承于Executor接口，它提供了一个更高级的工具来关闭服务器，包括正常的关闭和突然的关闭。我们可以通过调用Executors类的各种静态工厂方法来获取ExecutorService实例，而后通过调用execute（）方法来为需要处理的任务分配线程，它首先会尝试使用已有的线程，但如果有必要，它会创建一个新的线程来处理任务，另外，如果一个线程空闲了60秒以上，则将其移出线程池，而且任务是在Executor的内部排队，而不像之前的服务器那样是在网络系统中排队，因此，这个策略几乎总是比前面两种方式实现的TCP服务器效率要高。

2.客户端：

package socketPool;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketTimeoutException;

public class Client1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//客户端请求与本机在20006端口建立TCP连接
Socket client = new Socket( "127.0.0.1", 20006);
client.setSoTimeout(10000);
//获取键盘输入
BufferedReader input = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in ));
//获取Socket的输出流，用来发送数据到服务端
PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());
//获取Socket的输入流，用来接收从服务端发送过来的数据
BufferedReader buf =  new BufferedReader( new InputStreamReader(client.getInputStream()));
boolean flag = true;
while(flag){
System. out.print( "客户端，输入信息：" );
String str = input.readLine();
//发送数据到服务端
out.println( str);
if( "bye".equals( str)){
flag = false;
} else{
try{
//从服务器端接收数据有个时间限制（系统自设，也可以自己设置），超过了这个时间，便会抛出该异常
String echo = buf.readLine();
System. out.println( echo);
} catch(SocketTimeoutException e){
System. out.println( "Time out, No response");
}
}
}
input.close();
if(client != null){
//如果构造函数建立起了连接，则关闭套接字，如果没有建立起连接，自然不用关闭
client.close(); //只关闭socket，其关联的输入输出流也会被关闭
}
}
}

执行结果：



参考： http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/14105457 http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/14105457