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多线程执行任务

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  • java
 
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只研究有用的,工作中的需求:要把多个任务分派给多个线程去执行,这其中就会有一个任务列表指派到线程的策略思考:已知:1. 一个待执行的任务列表,2. 指定要启动的线程数;问题是:每个线程实际要执行哪些任务。
  策略是:任务列表连续按线程数分段,先保证每线程平均能分配到的任务数,余下的任务从前至后依次附加到线程中--只是数量上,实际每个线程执行的任务都还是连续的。如果出现那种僧多(线程) 粥(任务) 少的情况,实际启动的线程数就等于任务数,一挑一。这里只实现了每个线程各扫自家门前雪,动作快的完成后眼见别的线程再累都是爱莫能助。
  实现及演示代码如下:由三个类实现,写在了一个 java 文件中:TaskDistributor 为任务分发器,Task 为待执行的任务,WorkThread 为自定的工作线程。代码中运用了命令模式,如若能配以监听器,用上观察者模式来控制 UI 显示就更绝妙不过了,就能实现像下载中的区块着色跳跃的动感了,在此定义下一步的着眼点了。
  代码中有较为详细的注释,看这些注释和执行结果就很容易理解的。main() 是测试方法

 

package com.unmi.common;
  import java.util.ArrayList;
  import java.util.List;
  public class TaskDistributor {
  /**
  * 测试方法
  * @param args
  */
  public static void main(String[] args) {
  //初始化要执行的任务列表
  List taskList = new ArrayList();
  for (int i = 0; i < 108; i++) {
  	taskList.add(new Task(i));
  }
  //设定要启动的工作线程数为 5 个
  int threadCount = 5;
  List[] taskListPerThread = distributeTasks(taskList, threadCount);
  System.out.println("实际要启动的工作线程数:"+taskListPerThread.length);
  for (int i = 0; i < taskListPerThread.length; i++) {
  	Thread workThread = new WorkThread(taskListPerThread[i],i);
  	workThread.start();
  }
  }
  /**
  * 把 List 中的任务分配给每个线程,先平均分配,剩于的依次附加给前面的线程
  * 返回的数组有多少个元素 (List) 就表明将启动多少个工作线程
  * @param taskList 待分派的任务列表
  * @param threadCount 线程数
  * @return 列表的数组,每个元素中存有该线程要执行的任务列表
  */
  public static List[] distributeTasks(List taskList, int threadCount) {
  // 每个线程至少要执行的任务数,假如不为零则表示每个线程都会分配到任务
  int minTaskCount = taskList.size() / threadCount;
  // 平均分配后还剩下的任务数,不为零则还有任务依个附加到前面的线程中
  int remainTaskCount = taskList.size() % threadCount;
  // 实际要启动的线程数,如果工作线程比任务还多
  // 自然只需要启动与任务相同个数的工作线程,一对一的执行
  // 毕竟不打算实现了线程池,所以用不着预先初始化好休眠的线程
  int actualThreadCount = minTaskCount > 0 ? threadCount : remainTaskCount;
  // 要启动的线程数组,以及每个线程要执行的任务列表
  List[] taskListPerThread = new List[actualThreadCount];
  int taskIndex = 0;
  //平均分配后多余任务,每附加给一个线程后的剩余数,重新声明与 remainTaskCount
  //相同的变量,不然会在执行中改变 remainTaskCount 原有值,产生麻烦
  int remainIndces = remainTaskCount;
  for (int i = 0; i < taskListPerThread.length; i++) {
  taskListPerThread[i] = new ArrayList();


// 如果大于零,线程要分配到基本的任务
  if (minTaskCount > 0) {
  for (int j = taskIndex; j < minTaskCount + taskIndex; j++) {
  taskListPerThread[i].add(taskList.get(j));
  }
  taskIndex += minTaskCount;
  }
  // 假如还有剩下的,则补一个到这个线程中
  if (remainIndces > 0) {
  taskListPerThread[i].add(taskList.get(taskIndex++));
  remainIndces--;
  }
  }
  // 打印任务的分配情况
  for (int i = 0; i < taskListPerThread.length; i++) {
  System.out.println("线程 " + i + " 的任务数:" + taskListPerThread[i].size() + " 区间["
  + taskListPerThread[i].get(0).getTaskId() + ","
  + taskListPerThread[i].get(taskListPerThread[i].size() - 1).getTaskId() + "]");
  }
  return taskListPerThread;
  }
  }
  /**
  * 要执行的任务,可在执行时改变它的某个状态或调用它的某个操作
  * 例如任务有三个状态,就绪,运行,完成,默认为就绪态
  * 要进一步完善,可为 Task 加上状态变迁的监听器,因之决定UI的显示
  */
  class Task {
  public static final int READY = 0;
  public static final int RUNNING = 1;
  public static final int FINISHED = 2;
  private int status;
  //声明一个任务的自有业务含义的变量,用于标识任务
  private int taskId;
  //任务的初始化方法
  public Task(int taskId){
  this.status = READY;
  this.taskId = taskId;
  }
  /**
  * 执行任务
  */
  public void execute() {
  // 设置状态为运行中
  setStatus(Task.RUNNING);
  System.out.println("当前线程 ID 是:" + Thread.currentThread().getName()
  +" | 任务 ID 是:"+this.taskId);
  // 附加一个延时
  try {
  Thread.sleep(1000);
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  // 执行完成,改状态为完成
  setStatus(FINISHED);
  }
  public void setStatus(int status) {
  this.status = status;
  }
  public int getTaskId() {
  return taskId;
  }
  }

/**
  * 自定义的工作线程,持有分派给它执行的任务列表
  */
  class WorkThread extends Thread {
  //本线程待执行的任务列表,你也可以指为任务索引的起始值
  private List taskList = null;
  private int threadId;
  /**
  * 构造工作线程,为其指派任务列表,及命名线程 ID
  * @param taskList 欲执行的任务列表
  * @param threadId 线程 ID
  */
  public WorkThread(List taskList,int threadId) {
  this.taskList = taskList;
  this.threadId = threadId;
  }
  /**
  * 执行被指派的所有任务
  */
  public void run() {
  for (Task task : taskList) {
  task.execute();
  }
  }
  }

 

执行结果如下,注意观察每个线程分配到的任务数量及区间。直到所有的线程完成了所分配到的任务后程序结束:
  线程 0 的任务数:22 区间[0,21]
  线程 1 的任务数:22 区间[22,43]
  线程 2 的任务数:22 区间[44,65]
  线程 3 的任务数:21 区间[66,86]
  线程 4 的任务数:21 区间[87,107]
  实际要启动的工作线程数:5
  当前线程 ID 是:Thread-0 | 任务 ID 是:0
  当前线程 ID 是:Thread-1 | 任务 ID 是:22
  当前线程 ID 是:Thread-2 | 任务 ID 是:44
  当前线程 ID 是:Thread-3 | 任务 ID 是:66
  当前线程 ID 是:Thread-4 | 任务 ID 是:87
  当前线程 ID 是:Thread-0 | 任务 ID 是:1
  当前线程 ID 是:Thread-1 | 任务 ID 是:23
  当前线程 ID 是:Thread-2 | 任务 ID 是:45

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