Java多线程编程基础之线程和多线程

Java 5.0 多线程编程实践

2006-01-19 18:00作者：张黄瞩出处：ibm责任编辑：方舟

Java5增加了新的类库并发集java.util.concurrent，该类库为并发程序提供了丰富的API多线程

编程在Java 5中更加容易，灵活。本文通过一个网络服务器模型，来实践Java5的多线程编程，该

模型中使用了Java5中的线程池，阻塞队列，可重入锁等，还实践了Callable，Future等接口，并

使用了Java 5的另外一个新特性泛型。

简介

本文将实现一个网络服务器模型，一旦有客户端连接到该服务器，则启动一个新线程为该连接服

务，服务内容为往客户端输送一些字符信息。一个典型的网络服务器模型如下：

1. 建立监听端口。

2. 发现有新连接，接受连接，启动线程，执行服务线程。

3. 服务完毕，关闭线程。

这个模型在大部分情况下运行良好，但是需要频繁的处理用户请求而每次请求需要的服务又是简

短的时候，系统会将大量的时间花费在线程的创建销毁。Java 5的线程池克服了这些缺点。通过对重

用线程来执行多个任务，避免了频繁线程的创建与销毁开销，使得服务器的性能方面得到很大提高。

因此，本文的网络服务器模型将如下：

1. 建立监听端口，创建线程池。

2. 发现有新连接，使用线程池来执行服务任务。

3. 服务完毕，释放线程到线程池。

下面详细介绍如何使用Java 5的concurrent包提供的API来实现该服务器。

初始化

初始化包括创建线程池以及初始化监听端口。创建线程池可以通过调用java.util.concurrent.Executors类里的静态方法newChahedThreadPool或是newFixedThreadPool

来创建，也可以通过新建一个java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor实例来执行任务。这里我们采

用newFixedThreadPool方法来建立线程池。

表示新建了一个线程池，线程池里面有10个线程为任务队列服务。

使用ServerSocket对象来初始化监听端口。

private static final int PORT = 19527;

serverListenSocket = new ServerSocket(PORT);

serverListenSocket.setReuseAddress(true);

serverListenSocket.setReuseAddress(true);

服务新连接

当有新连接建立时，accept返回时，将服务任务提交给线程池执行。

while(true){

Socket socket = serverListenSocket.accept();

pool.execute(new ServiceThread(socket));

}

这里使用线程池对象来执行线程，减少了每次线程创建和销毁的开销。任务执行完毕，线程释放到线程池。

服务任务

服务线程ServiceThread维护一个count来记录服务线程被调用的次数。每当服务任务被调用一次时，count的值自增1，因此ServiceThread提供一个increaseCount和getCount的方法，分别将count值自增1和取得该count值。由于可能多个线程存在竞争，同时访问count，因此需要加锁机制，在Java 5之前，我们只能使用synchronized来锁定。Java 5中引入了性能更加粒度更细的重入锁ReentrantLock。我们使用ReentrantLock保证代码线程安全。下面是具体代码：

private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock ();

private static int count = 0;

private int getCount(){

int ret = 0;

try{

lock.lock();

ret = count;

}finally{

lock.unlock();

}

return ret;

}

private void increaseCount(){

try{

lock.lock();

++count;

}finally{

服务线程在开始给客户端打印一个欢迎信息，

然后使用ExecutorService的submit方法提交一个Callable的任务，返回一个Future接口的引用。这种做法对费时的任务非常有效，submit任务之后可以继续执行下面的代码，然后在适当的位置可以使用Future的get方法来获取结果，如果这时候该方法已经执行完毕，则无需等待即可获得结果，如果还在执行，则等待到运行完毕。

ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

Future future = executor.submit(new TimeConsumingT ask());

dos.write("let's do soemthing other".getBytes());

String result = future.get();

dos.write(result.getBytes());

其中TimeConsumingTask实现了Callable接口

class TimeConsumingTask implements Callable {

public String call() throws Exception {

System.out.println("It's a time-consuming task, you'd better retrieve your result in the furture");

return "ok, here's the result: It takes me lots of time to produce this result";

}

}

这里使用了Java 5的另外一个新特性泛型，声明TimeConsumingTask的时候使用了String做为类型参数。必须实现Callable接口的call函数，其作用类似与Runnable中的run函数，在call函数里写入要执行的代码，其返回值类型等同于在类声明中传入的类型值。在这段程序中，我们提交了一个Callable的任务，然后程序不会堵塞，而是继续执行dos.write("let's do soemthing other".getBytes());当程序执行到String result = future.get()时如果call函数已经执行完毕，则取得返回值，如果还在执行，则等待其执行完毕。