Java工作队列和线程池

分类： 【java】2013-11-21 20:29 917人阅读 评论(3) 收藏 举报

背景
   最近的需要做一个与设备通信的web项目。当然，我们需要写好与设备之间的通信协议（socket）。大致的时序逻辑时：当用户用浏览器点击页面某一控件后，它就向后台发送一个post请求，后台解析前台发送的参数，然后封装成相应的帧格式，然后与设备进行通信，设备接到指令后，完成相应的功能，然后将数据信息返回给后台服务器，后台服务器将这些返回的数据组织好，一方面返回给前台页面，一方面将数据存储到数据库中。
问题：
1.由于通信设备只允许一个socket与它通信，因此，所有的用户都需要共用一个socket，所以，在某一时刻，不能有2个用户同时使用socket

2.当很多条相同的指令以较短的时间间隔（1s左右）发送到通信设备时，通信设备只响应第一条，其他的不予响应。

解决方案

针对上述问题，我们就会想到通过使用队列和线程池来解决以上问题。我们可以将所有用户的指令依次放入队列中，线程池中只允许一个线程运行，而且线程执行完之后，还可以休眠一段时间，等通信设备反应过来的时候，再依次执行队列中的指令。

队列和线程池演示程序

1.WorkQueue.java

该类实现了队列和线程池，详见如下

[java] view plaincopy

1. /*
2. * $filename: WorkQueue.java,v $
3. * $Date: 2013-11-20  $
4. * Copyright (C) ZhengHaibo, Inc. All rights reserved.
5. * This software is Made by Zhenghaibo.
6. */
7. package edu.njupt.zhb;
8. import java.util.LinkedList;
9. /*
10. *@author: ZhengHaibo
11. *web:     http://blog.csdn.net/nuptboyzhb
12. *mail:    [email protected]
13. *2013-11-20  Nanjing,njupt,China
14. *References:http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-jtp0730/index.html
15. */
16. public class WorkQueue
17. {
18. private final int nThreads;//同时最多执行的线程个数
19. private final PoolWorker[] threads;//线程池
20. private final LinkedList queue;//线程队列
21. public WorkQueue(int nThreads)
22. {
23. this.nThreads = nThreads;
24. queue = new LinkedList();
25. threads = new PoolWorker[nThreads];
26. for (int i=0; i<nThreads; i++) {
27. threads[i] = new PoolWorker();
28. threads[i].start();
29. }
30. }
31. public void execute(Runnable r) {
32. synchronized(queue) {
33. queue.addLast(r);
34. queue.notify();
35. }
36. }
37. private class PoolWorker extends Thread {
38. public void run() {
39. Runnable r;
40. while (true) {
41. synchronized(queue) {
42. while (queue.isEmpty()) {
43. try
44. {
45. queue.wait();
46. }
47. catch (InterruptedException ignored)
48. {
49. }
50. }
51. r = (Runnable) queue.removeFirst();
52. }
53. // If we don‘t catch RuntimeException,
54. // the pool could leak threads
55. try {
56. r.run();
57. }
58. catch (RuntimeException e) {
59. // You might want to log something here
60. e.printStackTrace();
61. }
62. }
63. }
64. }
65. }

2.WorkThread.java

这是我们的工作线程，在这个Demo中，工作线程只做一件事：将number的值加1，然后休眠，最后打印一下当前number的值。由于number是静态变量，因此我们就可以模拟一下，工作队列的一个执行情况。

[java] view plaincopy

1. /*
2. * $filename: WorkThread.java,v $
3. * $Date: 2013-11-20  $
4. * Copyright (C) ZhengHaibo, Inc. All rights reserved.
5. * This software is Made by Zhenghaibo.
6. */
7. package edu.njupt.zhb;
8. /*
9. *@author: ZhengHaibo
10. *web:     http://blog.csdn.net/nuptboyzhb
11. *mail:    [email protected]
12. *2013-11-20  Nanjing,njupt,China
13. */
14. public class WorkThread extends Thread{
15. public static int number = 0;
16. @Override
17. public void run() {
18. // TODO Auto-generated method stub
19. try {
20. number = number + 1;
21. Thread.sleep(100);
22. System.out.println("number = "+number);
23. } catch (Exception e) {
24. // TODO Auto-generated catch block
25. e.printStackTrace();
26. }
27. }
28. }

3.测试案例1

我们的线程池只允许一个线程同时执行，这样的结果是：打印number的值是从1-10顺序打印

[java] view plaincopy

1. /*
2. * $filename: TestMain.java,v $
3. * $Date: 2013-11-20  $
4. * Copyright (C) ZhengHaibo, Inc. All rights reserved.
5. * This software is Made by Zhenghaibo.
6. */
7. package edu.njupt.zhb;
8. import java.util.ArrayList;
9. import java.util.List;
10. /*
11. *@author: ZhengHaibo
12. *web:     http://blog.csdn.net/nuptboyzhb
13. *mail:    [email protected]
14. *2013-11-20  Nanjing,njupt,China
15. */
16. public class TestMain {
17. /**
18. * @param args
19. */
20. public static void main(String[] args) {
21. // TODO Auto-generated method stub
22. WorkQueue workQueue = new WorkQueue(1);//只允许同时运行1个线程
23. for (int i = 0; i < 10; i++) {
24. WorkThread wThread = new WorkThread();
25. workQueue.execute(wThread);
26. }
27. }
28. }

运行结果是：

[java] view plaincopy

1. number = 1
2. number = 2
3. number = 3
4. number = 4
5. number = 5
6. number = 6
7. number = 7
8. number = 8
9. number = 9
10. number = 10

4.测试案例2

线程池中允许同时最多有5个线程一起执行

[java] view plaincopy

1. /*
2. * $filename: TestMain.java,v $
3. * $Date: 2013-11-20  $
4. * Copyright (C) ZhengHaibo, Inc. All rights reserved.
5. * This software is Made by Zhenghaibo.
6. */
7. package edu.njupt.zhb;
8. import java.util.ArrayList;
9. import java.util.List;
10. /*
11. *@author: ZhengHaibo
12. *web:     http://blog.csdn.net/nuptboyzhb
13. *mail:    [email protected]
14. *2013-11-20  Nanjing,njupt,China
15. */
16. public class TestMain {
17. /**
18. * @param args
19. */
20. public static void main(String[] args) {
21. // TODO Auto-generated method stub
22. WorkQueue wQueue = new WorkQueue(5);//允许同时运行5个线程
23. for (int i = 0; i < 10; i++) {
24. WorkThread wThread = new WorkThread();
25. wQueue.execute(wThread);
26. }
27. }
28. }

运行结果是：

[java] view plaincopy

1. number = 5
2. number = 5
3. number = 5
4. number = 5
5. number = 5
6. number = 10
7. number = 10
8. number = 10
9. number = 10
10. number = 10

在某些场合中，如果能够承受100个线程同时运行，那么我们就将workqueue线程池的大小设成100，当线程超过100时，就将线程放入队列queue中，等有一些线程执行结束后，依次执行队列中的线程，一直执行到对列为空时，线程池中的100个线程都在等待新的任务加入。

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