java.util.concurrent 编程范例

标签：java 21 util concurrent import public

java.util.concurrent 范例之一

java.util.concurrent 之一

Java代码

package test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class TestThreadPool {
	public static void main(String args[]) throws InterruptedException{
	// only two threads
	ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(2);
	for(int index=0; index < 10; index++){
		Runnable run = new Runnable(){
			public void run(){
				long time = (long)(Math.random() * 1000);
				System.out.println("Sleeping " + time + "ms");
				try{
					Thread.sleep(time);
				}	catch(InterruptedException e){
				}
			}
		};
		exec.execute(run);
	}	// must shutdown
	exec.shutdown();
}
	}

可能的运行结果：

Java代码

Sleeping 543ms
Sleeping 33ms
Sleeping 658ms
Sleeping 740ms
Sleeping 145ms
Sleeping 216ms
Sleeping 890ms
Sleeping 864ms
Sleeping 786ms
Sleeping 644ms

上面是一个简单的例子。使用大小为2的线程池来处理10个线程。

它使用了Executors的静态函数 newFixedThreadPool() 生成一个固定的线程池。顾名思义，

线程池是不会释放的，即使它是Idle。这就会产生性能问题。比如如果线程池的大小为200，当全部使用完毕后，

所有的线程会继续留在池中，相应的内存和线程切换（while(true)+sleep）都会增加。如果要避免这个问题，就

必须直接使用ThreadPoolExecutor()来构造。可以像Tomcat的线程池一样，设置“最大线程数”、“最小线程数”

和“空闲线程keepAlive的时间”。通过这些可以基本上替换Tomcat的线程池实现方案。

需要注意的是线程池必须使用shutdown来显式关闭，否则主线程就无法退出。

java.util.concurrent 范例之二：周期性运行

Java代码

package test;

import static java.util.concurrent.TimeUnit.SECONDS;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.ScheduledFuture;
public class TestScheduledThread {
/**
 * @param args
 */
public static void main(String[] args) {
   final ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(2);
   final Runnable beeper = new Runnable() {
    int count = 0;
    public void run() {
     System.out.println(new Date() + " beep " + (++count));
    }
   };
   // 1秒钟后运行，并每隔2秒运行一次
   final ScheduledFuture beeperHandle = scheduler.scheduleAtFixedRate(beeper, 1, 2, SECONDS);
   // 2秒钟后运行，并每次在上次任务运行完后等待5秒后重新运行
   final ScheduledFuture beeperHandle2 = scheduler.scheduleWithFixedDelay(beeper, 2, 5, SECONDS);
   // 30秒后结束关闭任务，并且关闭Scheduler
   scheduler.schedule(new Runnable() {
    public void run() {
     beeperHandle.cancel(true);
     beeperHandle2.cancel(true);
     scheduler.shutdown();
    }
   }, 30, SECONDS);
}
}

可能的运行结果：

Java代码

Mon Jun 06 21:26:52 CST 2011 beep 1
Mon Jun 06 21:26:53 CST 2011 beep 2
Mon Jun 06 21:26:54 CST 2011 beep 3
Mon Jun 06 21:26:56 CST 2011 beep 4
Mon Jun 06 21:26:58 CST 2011 beep 5
Mon Jun 06 21:26:58 CST 2011 beep 6
Mon Jun 06 21:27:00 CST 2011 beep 7
Mon Jun 06 21:27:02 CST 2011 beep 8
Mon Jun 06 21:27:03 CST 2011 beep 9
Mon Jun 06 21:27:04 CST 2011 beep 10
Mon Jun 06 21:27:06 CST 2011 beep 11
Mon Jun 06 21:27:08 CST 2011 beep 12
Mon Jun 06 21:27:08 CST 2011 beep 13
Mon Jun 06 21:27:10 CST 2011 beep 14
Mon Jun 06 21:27:12 CST 2011 beep 15
Mon Jun 06 21:27:13 CST 2011 beep 16
Mon Jun 06 21:27:14 CST 2011 beep 17
Mon Jun 06 21:27:16 CST 2011 beep 18
Mon Jun 06 21:27:18 CST 2011 beep 19
Mon Jun 06 21:27:18 CST 2011 beep 20
Mon Jun 06 21:27:20 CST 2011 beep 21

许多长时间运行的应用有时候需要定时运行任务完成一些诸如统计、优化等工作，比如在电信行业中处理用户话单时，需要每隔1分钟处理话单；网站每天凌晨统计用户访问量、用户数；大型超市凌晨3点统计当天销售额、以及最热卖的商品；每周日进行数据库备份；公司每个月的10号计算工资并进行转帐等，这些都是定时任务。通过 java 的并发库concurrent可以轻松的完成这些任务，而且非常的简单。

为了退出进程，上面的代码中加入了关闭Scheduler的操作。而对于24小时运行的应用而言，是没有必要关闭Scheduler的。

java.util.concurrent 之三：出发--等待--汇合--再出发

在实际应用中，有时候需要多个线程同时工作以完成同一件事情，而且在完成过程中，往往会等待其他线程都完成某一阶段后再执行，等所有线程都到达某一个阶段后再统一执行。

比如有几个旅行团需要途经深圳、广州、韶关、长沙最后到达武汉。旅行团中有自驾游的，有徒步的，有乘坐旅游大巴的；这些旅行团同时出发，并且每到一个目的地，都要等待其他旅行团到达此地后再同时出发，直到都到达终点站武汉。

这时候 CyclicBarrier 就可以派上用场。CyclicBarrier最重要的属性就是参与者个数，另外最要方法是await()。当所有线程都调用了await()后，就表示这些线程都可以继续执行，否则就会等待。

Java代码

package test;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class TestCyclicBarrier{
	// 徒步需要的時間
	private static int[] timeWalk = { 5, 8, 15, 15, 10 };
	// 自駕遊
	private static int[] timeSelf = { 1, 3, 4, 4, 5 };
	// 旅遊大巴
	private static int[] timeBus = { 2,4,6,6,7 };
	
	static String now(){
		SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
		return sdf.format(new Date()) + ": ";
	}
	static class Tour implements Runnable{
		private int[] times;
		private CyclicBarrier barrier;
		private String tourName;
		public Tour(CyclicBarrier barrier, String tourName, int[] times){
			this.times=times;
			this.tourName=tourName;
			this.barrier=barrier;
		}
		public void run(){
			try{
				Thread.sleep(times[0]*1000);
				System.out.println(now() + tourName + " Reached Shenzhen");
				barrier.await();
				Thread.sleep(times[1]*1000);
				System.out.println(now() + tourName + " Reached Guangzhou");
				barrier.await();
				Thread.sleep(times[2]*1000);
				System.out.println(now() + tourName + " Reached Shaoguan");
				barrier.await();
				Thread.sleep(times[3]*1000);
				System.out.println(now() + tourName + " Reached Changsha");
				barrier.await();
				Thread.sleep(times[4]*1000);
				System.out.println(now() + tourName + " Reached Wuhan");
				barrier.await();
		}catch(InterruptedException e){
		}catch(BrokenBarrierException e){
		}
	}
}
public static void main(String[] args){
	// 三個旅行團
	CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);
	ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(3);
	exec.submit(new Tour(barrier, "WalkTour", timeWalk));
	exec.submit(new Tour(barrier, "SelfTour", timeSelf));
	//
	exec.submit(new Tour(barrier, "BusTour", timeBus));
	exec.shutdown();
  }
}

可能的执行结果：

Java代码

  
     
    
  
1. 21:47:18: SelfTour Reached Shenzhen   
2. 21:47:19: BusTour Reached Shenzhen   
3. 21:47:22: WalkTour Reached Shenzhen   
4. 21:47:25: SelfTour Reached Guangzhou   
5. 21:47:26: BusTour Reached Guangzhou   
6. 21:47:30: WalkTour Reached Guangzhou   
7. 21:47:34: SelfTour Reached Shaoguan   
8. 21:47:36: BusTour Reached Shaoguan   
9. 21:47:45: WalkTour Reached Shaoguan   
10. 21:47:49: SelfTour Reached Changsha   
11. 21:47:51: BusTour Reached Changsha   
12. 21:48:00: WalkTour Reached Changsha   
13. 21:48:05: SelfTour Reached Wuhan   
14. 21:48:07: BusTour Reached Wuhan

21:48:10: WalkTour Reached Wuhan

java.util.concurrent 之四：LinkedBlockingQueue

并发库中的BlockingQueue是一个比较好玩的类，顾名思义，就是阻塞队列。该类主要提供了两个方法put()和take()，前者将一个对象放到队列尾部，如果队列已经满了，就等待直到有空闲节点；后者从head取一个对象，如果没有对象，就等待直到有可取的对象。

Java代码

package test;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

public class MyBlockingQueue extends Thread{
	public static BlockingQueue<String> queue=new LinkedBlockingQueue<String>(3);
	private int index;
	public MyBlockingQueue(int i){
		this.index=i;
	}

	public void run(){
		try{
			queue.put(String.valueOf(this.index));
			System.out.println("put {"+this.index+"} into queue!");
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public static void main(String args[]){
		ExecutorService service=Executors.newCachedThreadPool();
		for( int i=0; i<10; i++){
			service.submit(new MyBlockingQueue(i));
		}
		Thread thread = new Thread(){
			public void run(){
				try{
					while(true){
						Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));
						if(MyBlockingQueue.queue.isEmpty()) break;
						String str=MyBlockingQueue.queue.take();
						System.out.println("take {" + str+"} out of queue!");
					}
				}catch(Exception e){
					e.printStackTrace();
				}
			}
		};
		service.submit(thread);
		service.shutdown();
	}
	
}

可能的运行结果：

Java代码

  
     
    
  
1. put {0} into queue!   
2. put {1} into queue!   
3. put {3} into queue!   
4. take {0} out of queue!   
5. put {2} into queue!   
6. take {1} out of queue!   
7. put {7} into queue!   
8. take {3} out of queue!   
9. put {5} into queue!   
10. take {2} out of queue!   
11. put {4} into queue!   
12. take {7} out of queue!   
13. put {6} into queue!   
14. put {9} into queue!   
15. take {5} out of queue!   
16. take {4} out of queue!   
17. put {8} into queue!   
18. take {6} out of queue!   
19. take {9} out of queue!   
20. take {8} out of queue!

java.util.concurrent 之五：倒计数的锁

从名字可以看出，CountDownLatch是一个倒数计数的锁，当倒数到0时触发事件，也就是开锁，其他人就可以进入了。在一些应用场合中，需要等待某个条件达到要求后才能做后面的事情；同时当线程都完成后也会触发事件，以便进行后面的操作。

CountDownLatch最重要的方法是countDown()和await()，前者主要是倒数一次，后者是等待倒数到0，如果没有到达0，就只有阻塞等待了。

一个CountDownLatch实例是不能重复使用的，也就是说它是一次性的，锁一经被打开就不能再关闭使用了，如果想重复使用，请考虑使用CyclicBarrier。

下面的例子简单的说明了CountDownLatch的使用方法，模拟了100米赛跑，10名选手已经准备就绪，只等裁判一声令下。当所有人都到达终点时，比赛结束。

同样，线程池需要显式shutdown。

Java代码

package test;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class TestCountDownLatch{
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
		//开始的倒数锁
		final CountDownLatch begin=new CountDownLatch(1);
		//结束的倒数锁
		final CountDownLatch end=new CountDownLatch(10);
		//10名选手
		final ExecutorService exec=Executors.newFixedThreadPool(10);
		
		for(int index=0; index<10;index++){
			final int NO=index + 1;//Cannot refer to a non-final variable NO inside an inner class defined in a different method
			Runnable run=new Runnable(){
				public void run(){
					try{
						begin.await();//一直阻塞
						Thread.sleep((long)(Math.random() * 10000));
						System.out.println("No." + NO + " arrived");
					}catch(InterruptedException e){
					}finally{
						end.countDown();
					}
				}
			};
			exec.submit(run);
		}
		System.out.println("Game Start");
		begin.countDown();
		end.await();
		System.out.println("Game Over");
		exec.shutdown();
	}
}

可能的结果：

Java代码

  
     
    
  
1. Game Start   
2. No.4
3. No.6
4. No.8
5. No.5
6. No.10
7. No.3
8. No.2
9. No.7
10. No.1
11. No.9
12. Game Over

java.util.concurrent 之六：使用Future类和Callable类

有时候在实际应用中，某些操作很耗时，但又不是不可或缺的步骤。比如用网页浏览器浏览新闻时，最重要的是显示文字内容，至于与新闻相匹配的图片就没有那么重要的，所以此时首先保证文字信息先显示，而图片信息会后显示，但又不能不显示，由于下载图片是一个耗时的操作，所以必须一开始就得下载。

Java的并发库的 Future类就可以满足这个要求。Future的重要方法包括 get()和cancel()，get()获取数据对象，如果数据没有加载，就会阻塞直到取到数据，而 cancel()是取消数据加载。另外一个get(timeout)操作，表示如果在timeout时间内没有取到就失败返回，而不再阻塞。

下面的Demo简单的说明了 Future的使用方法：一个非常耗时的操作必须一开始启动，但又不能一直等待；其他重要的事情又必须做，等完成后，就可以做不重要的事情。

Java代码

package concurrent;

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;

public class TestFutureTask {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException,ExecutionException{
		final ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(5);
		
		Callable call = new Callable(){
			public String call() throws Exception{
				Thread.sleep(1000 * 5);
				return "Other less important but longtime things.";
			}
		};
		Future task = exec.submit(call);
		//重要的事情
		Thread.sleep(1000 * 3);
		System.out.println("Let's do important things.");
		//其他不重要的事情
		String obj = (String)task.get();
		System.out.println(obj);
		//关闭线程池
		exec.shutdown();
	}
}

运行结果：

Java代码

Let's do important things.
Other less important but longtime things.

java.util.concurrent 之七：先下载完成的图片先显示

考虑以下场景：浏览网页时，浏览器用了5个线程下载网页中的图片文件，由于图片大小、网站访问速度等诸多因素的影响，完成图片下载的时间就会有很大的不同。先下载完成的图片就会被先显示到界面上，反之，后下载的图片就后显示。

Java的并发库的CompletionService可以满足这种场景要求。该接口有两个重要方法：submit()和take()。submit用于提交一个runnable或者callable，一般会提交给一个线程池处理；而take就是取出已经执行完毕runnable或者callable实例的Future对象，如果没有满足要求的，就等待了。 CompletionService还有一个对应的方法poll，该方法与take类似，只是不会等待，如果没有满足要求，就返回null对象。

Java代码

package concurrent;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.CompletionService;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorCompletionService;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class TestCompletionService {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException{
		ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(10);
		CompletionService serv = new ExecutorCompletionService(exec);
		
		for(int index = 0; index < 5; index++){
			final int NO = index;
			Callable downImg = new Callable(){
				public String call() throws Exception{
					Thread.sleep((long)(Math.random() * 10000));
					return "Downloaded Image " + NO;
				}
			};
			serv.submit(downImg);
		}		
		
		Thread.sleep(1000*2);	
		System.out.println("Show web content");
		for(int index=0; index<5; index++){
			Future task = serv.take();
			String img = (String)task.get();
			System.out.println(img);
		}	
		System.out.println("End");
		//关闭线程池
		exec.shutdown();
	}
}

运行结果：

Java代码

  
          
         
       
1. Show web content   
2. Downloaded Image 2
3. Downloaded Image 3
4. Downloaded Image 0
5. Downloaded Image 4
6. Downloaded Image 1
7. End

标签：java,21,util,concurrent,import,public
From： https://blog.51cto.com/u_16174476/6840276

java.util.concurrent 编程范例

java.util.concurrent 范例之一

java.util.concurrent 范例之二：周期性运行

java.util.concurrent 之三：出发--等待--汇合--再出发

java.util.concurrent 之四：LinkedBlockingQueue

java.util.concurrent 之六：使用Future类和Callable类

java.util.concurrent 之七：先下载完成的图片先显示

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