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楼主您好,我在试验您的代码的时候发现新开的三个子线程并没有一直 ...
java 高并发 ReentrantLock -- 可重入的锁 -
univasity:
最近发觉也被限速了,投诉一下就好一会~~ 看来明天又要和电信M ...
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liuyuanhui0301:
java 高并发 ReentrantLock -- 可重入的锁 -
dang_java:
呵.很好的说明文档.
JXTA技术与应用发展 -
helloqidi:
谢谢,学习了
SQL中exists和in的区别
所以,我们需要一个确定数量的线程在JVM中运行,这样就需要了解“线程池”(ThreadPool)的概念。线程池在多线程程序设计中是比不可少的,而且初学者不太容易掌握,下面通过对线程池的介绍,结合第3和第4个程序,引出两种常用的线程池模型。
第一种实现线程池的方法是:创建一个”池“,在”池“中增加要处理的数据对象,然后创建一定数量的线程,这些线程对”池“中的对象进行处理。当”池“是空的时候,每个线程处于等待状态;当往”池“里添加一个对象,通知所有等待的线程来处理(当然一个对象只能有一个线程来处理)。
第二种方法是:同样创建一个”池“,但是在”池“中放的不是数据对象,而是线程,可以把”池“中的一个个线程比喻成一个个”工人“,当没有任务的时候,”工人“们严阵以待;当给”池“添加一个任务后,”工人“就开始处理并直到处理完成。
在第3个程序中,定义了List类型的entries作为“池”,这个“池”用来保存需要扫描的端口,List中的元素必须是Object类型,不能用基本数据类型int往池里添加,而需要用使用Integer。在processMethod()方法中,首先就启动一定数量的PortThread线程,同时在while循环中通过entries.add(0, new Integer(port))往“池”里添加对象。在PortThread类的run()方法中通过entry = (Integer)entries.remove(entries.size()-1);取得“池”中的对象,转换成int后传递给Socket构造方法。
第3个程序如下:
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
import java.io.IOException;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
public class PortScanner {
private List entries = Collections.synchronizedList(new LinkedList()); //这个”池“比较特别
int numofthreads;
static int port;
int beginport;
int endport;
InetAddress remote = null;
public boolean isFinished(){
if(port >= endport){
return true;
}else{
return false;
}
}
PortScanner(InetAddress addr, int beginport, int endport, int numofthreads){
this.remote = addr;
this.beginport = beginport;
this.endport = endport;
this.numofthreads = numofthreads;
}
public void processMethod(){
for(int i = 0; i < numofthreads; i++){ //创建一定数量的线程并运行
Thread t = new PortThread(remote, entries, this);
t.start();
}
port = beginport;
while(true){
if(entries.size() > numofthreads){
try{
Thread.sleep(1000); //”池“中的内容太多的话就sleep
}catch(InterruptedException ex){
}
continue;
}
synchronized(entries){
if(port > endport) break;
entries.add(0, new Integer(port)); //往”池“里添加对象,需要使用int对应的Integer类
entries.notifyAll();
port++;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
String host = null;
int beginport = 1;
int endport = 65535;
int nThreads = 100;
try{
host = args[0];
beginport = Integer.parseInt(args[1]);
endport = Integer.parseInt(args[2]);
nThreads = Integer.parseInt(args[3]);
if(beginport <= 0 || endport >= 65536 || beginport > endport){
throw new Exception("Port is illegal");
}
}catch(Exception e){
System.out.println("Usage: java PortScannerSingleThread host beginport endport nThreads");
System.exit(0);
}
try{
PortScanner scanner = new PortScanner(InetAddress.getByName(host), beginport, endport, nThreads);
scanner.processMethod();
}catch(UnknownHostException ex){
}
}
}
class PortThread extends Thread{
private InetAddress remote;
private List entries;
PortScanner scanner;
PortThread(InetAddress add, List entries, PortScanner scanner){
this.remote = add;
this.entries = entries;
this.scanner = scanner;
}
public void run(){
Integer entry;
while(true){
synchronized(entries){
while(entries.size() == 0){
if(scanner.isFinished()) return;
try{
entries.wait(); //”池“里没内容就只能等了
}catch(InterruptedException ex){
}
}
entry = (Integer)entries.remove(entries.size()-1); //把”池“里的东西拿出来进行处理
}
Socket s = null;
try{
s = new Socket(remote, entry.intValue());
System.out.println("The port of " + entry.toString() + " of the remote " + remote +" is opened.");
}catch(IOException e){
}finally{
try{
if(s != null) s.close();
}catch(IOException e){
}
}
}
}
}
第3个程序是把端口作为“池”中的对象,下面我们看第4个实现方式,把“池”里面的对象定义成是线程类,把具体的任务定义成”池“中线程类的参数。第4个程序有2个文件组成,分别是ThreadPool.java和PortScannerByThreadPool.java.
ThreadPool.java文件内容如下:
-----------------------------------------------------------
import java.util.LinkedList;
public class ThreadPool{
private final int nThreads;
private final PoolWorker[] threads;
private final LinkedList queue;
public ThreadPool(int nThreads){
this.nThreads = nThreads;
queue = new LinkedList();
threads = new PoolWorker[nThreads];
for (int i=0; i<nThreads; i++) {
threads = new PoolWorker();
threads.start();
}
}
public void execute(Runnable r) {
synchronized(queue) {
queue.addLast(r);
queue.notifyAll();
}
}
private class PoolWorker extends Thread {
public void run() {
Runnable r;
while (true) {
synchronized(queue) {
while (queue.isEmpty()) {
try{
queue.wait();
}catch (InterruptedException ignored){
}
}
r = (Runnable) queue.removeFirst();
}
try {
r.run();
}
catch (RuntimeException e) {
}
}
}
}
}
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
在ThreadPool.java文件中定义了2个类:ThreadPool和PoolWorker。ThreadPool类中的nThreads变量表示线程数,PoolWorker数组类型的threads变量表示线程池中的“工人”,这些“工人”的工作就是一直循环处理通过queue.addLast(r)加入到“池”中的任务。
PortScannerByThreadPool.java文件内容如下:
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
import java.io.IOException;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
public class PortScannerByThreadPool {
public static void main(String[] args) {
String host = null;
int beginport = 1;
int endport = 65535;
int nThreads = 100;
try{
host = args[0];
beginport = Integer.parseInt(args[1]);
endport = Integer.parseInt(args[2]);
nThreads = Integer.parseInt(args[3]);
if(beginport <= 0 || endport >= 65536 || beginport > endport){
throw new Exception("Port is illegal");
}
}catch(Exception e){
System.out.println("Usage: java PortScannerSingleThread host beginport endport nThreads");
System.exit(0);
}
ThreadPool tp = new ThreadPool(nThreads);
for(int i = beginport; i <= endport; i++){
Scanner ps = new Scanner(host,i);
tp.execute(ps);
}
}
}
String host;
int port;
Scanner(String host, int port){
this.host = host;
this.port = port;
}
public void run(){
Socket s = null;
try{
s = new Socket(InetAddress.getByName(host),port);
System.out.println("The port of " + port + " is opened.");
}catch(IOException ex){
}finally{
try{
if(s != null) s.close();
}catch(IOException e){
}
}
}
}
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PortScannerByThreadPool是主程序类,处理输入的4个参数(和第3个程序是一样的):主机名、开始端口、结束端口和线程数。Scanner类定义了真正的”任务“。在PortScannerByThreadPool中通过new ThreadPool(nThreads)创建ThreadPool对象,然后在for循环中通过new Scanner(host,i)创建”任务“对象,再通过tp.execute(ps)把”任务“对象添加到”池“中。
读者可以编译运行第4个程序,得出的结果和前面的是一样的。但是第4和第3个程序之间最大的差别就是:第4个程序会一直运行下去,不会自动结束。在第3个程序中存在一个isFinished()方法,可以用来判断任务是否处理完毕,而第4个程序中没有这样做。请读者自己思考这个问题。
在第3和第4个程序中,我们可以概括出多线程的模型。第3个程序的线程”池“里装的要处理的对象,第4个程序的线程”池“里装的是”工人“,还需要通过定义”任务“并给把它”派工“给”工人“。我个人比较偏好后者的线程池模型,虽然类的个数多了几个,但逻辑很清晰。不管怎样,第3和第4个程序中关键的部分都大同小异,就是2个synchronized程序块中的内容,如下(第4个程序中的):
synchronized(queue) {
queue.addLast(r);
queue.notifyAll();
}
和
synchronized(queue) {
while (queue.isEmpty()) {
try{
queue.wait();
}catch (InterruptedException ignored){
}
}
r = (Runnable) queue.removeFirst();
}
一般拿synchronized用来定义方法或程序块,这样可以在多线程同时访问的情况下,保证在一个时刻只能有一个线程对这部分内容进行访问,避免了数据出错。在第3个程序中通过List entries = Collections.synchronizedList(new LinkedList())来定义”池“,在第4个程序中直接用LinkedList queue,都差不多,只是Collections.synchronizedList()可以保证”池“的同步,其实”池“里的内容访问都是在synchronized定义的程序块中,所以不用Collections.synchronizedList()也是可以的。
wait()和notifyAll()是很重要的,而且这2个方法是Object基类的方法,所以任何一个类都是可以使用的。这里说明一个可能产生混淆的问题:queue.wait()并不是说queue对象需要进行等待,而是说queue.wait()所在的线程需要进行等待,并且释放对queue的锁,把对queue的访问权交给别的线程。如果读者对这2个方法难以理解,建议参考JDK的文档说明。
好了,通过以上4个例子的理解,读者应该能对多线程的程序设计有了一定的理解。第3和第4个程序对应线程模型是非常重要的,可以说是多线程程序设计过程中不可或缺的内容。
如果读者对以上的内容有任何疑问,可以和我联系,qianh@cntmi.com 版权所有,严禁转载
参考资料:
1、《Java Networking Programming, 3rd》written by Elliotte Rusty Harold, Published by O'Reilly,2004
2、“Thread pools and work queues” written by Brian Goetz, Principal Consultant, Quiotix Corp.
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