Java并发编程实践(读书笔记) 任务执行(未完)

任务的定义

大多数并发程序都是围绕任务进行管理的.任务就是抽象和离散的工作单元. 

 

任务的执行策略 

1.顺序的执行任务

这种策略的特点是一般只有按顺序处理到来的任务.一次只能处理一个任务,后来其它任务都要等待处理.响应性很糟糕,吞吐量低.系统资源利用率低.

2.显示的为任务创建线程

为每个任务创建对应一个线程,响应快,系统资源利用路高.缺点是资源消耗量大,如果有大量任务要执行的话,系统迟早会因为无限制创建过多的线程而造成内存耗尽.特别当创建的线程数量远远大于系统的CPU核数,由于每一个核同一时刻只能执行一个线程,所以系统要执行很多不必要的线程上下文切换,造成资源大量浪费.

3.Executor框架

Executor接口本身很简单,就一个execute方法.但是由Executor这个接口衍生出来的类,功能非常强大.可以这么认为,Executor框架这是线程管理的工具.可以对线程的生命周期和执行策略进行管理.

Executor接口

public interface Executor {



    void execute(Runnable command);



}

Executor框架是靠ThreadPoolExecutor实现的,简单理解为是一个线程池.其实是通过线程池和一个阻塞队列BlockingQueue<Runnable>对线程进行管理.

 

页面渲染器实例

 

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该实例要实现2个任务,第一是渲染文本(速度快),第二个是渲染图片(速度慢).渲染图片的时候要先下载图片才能渲染.

 

1.第一种方式:顺序执行页面渲染

public class SingleThreadRenderer {



    public void renderPage(CharSequence source) {



        renderText(source);// 处理文本，速度快



        List<ImageData> imageData = new ArrayList<>();



        for (ImageInfo info : scanForImageInfo(source)) {



            imageData.add(info.downloadImage());// 下载图片，速度慢



        }



        for (ImageData data : imageData) {



            renderImage(data);// 处理图片



        }



    }



}

这种实现方式简单,但是缺点也很明显,就是渲染文本和渲染图片不能并发执行,CPU利用率低.

 

2.第二种方式:使用Future实现页面渲染器

Future可以持有异步并发线程的执行结果,Executors可以对线程执行并发操作.

 

public class FutureRenderer {



    private final ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(Runtime

            .getRuntime().availableProcessors());



    public void renderPage(CharSequence source) {

        final List<ImageInfo> imageInfos = scanForImageInfo(source);



        Callable<List<ImageData>> task = new Callable<List<ImageData>>() {

            public List<ImageData> call() throws Exception {

                List<ImageData> imageData = new ArrayList<>();

                for (ImageInfo info : imageInfos) {

                    imageData.add(info.downloadImage());// 下载图片，速度慢

                }

                return imageData;

            }

        };



        Future<List<ImageData>> f = exec.submit(task);

        //渲染图片的线程正在执行的同时处理文本任务

        renderText(source);// 处理文本，速度快



        try {

            List<ImageData> imageDatas = f.get();



            for (ImageData data : imageDatas) {

                renderImage(data);// 处理图片

            }

        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        }



    }
}

这种执行策略仍旧有局限性,这是由于并行运行异类任务并不会获得好的性能.只有大量相互独立的且同类的任务进行并发处理,才能获得真正性能提升.

 

3.第三种方式:使用CompletionService的页面渲染器

 

public class CompletionServiceRenderer {

    private final ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(Runtime

            .getRuntime().availableProcessors());



    public void renderPage(CharSequence source) {



        final List<ImageInfo> imageInfos = scanForImageInfo(source);



        CompletionService<ImageData> completionService = new ExecutorCompletionService<>(

                exec);



        for (final ImageInfo info : imageInfos) {

            Callable<ImageData> task = new Callable<ImageData>() {

                public ImageData call() throws Exception {

                    return info.downloadImage();

                }

            };

            completionService.submit(task);

        }



        renderText(source);// 处理文本，速度快



        for (int i = 0; i < imageInfos.size(); i++) {

            try {

                Future<ImageData> future = completionService.take();

                ImageData imageData = future.get();

                renderImage(imageData);// 处理图片



            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {

                // TODO Auto-generated catch block

                e.printStackTrace();

            }



        }



    }

}

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这种方式不用等下载所有图片才处理,而是每下载一张图片就处理,实现了很好的并发行.