Kemahiran pengaturcaraan serentak dan amalan aplikasi kumpulan benang Java

Kemahiran pengaturcaraan serentak dan amalan aplikasi kumpulan benang Java

Dengan populariti Internet dan Internet mudah alih, bilangan lawatan serentak telah menjadi lebih besar dan lebih besar, dan kaedah pengaturcaraan satu benang tradisional tidak lagi boleh memenuhi keperluan konkurensi berskala besar. Kumpulan benang Java menggunakan sepenuhnya sumber CPU untuk mencapai pengaturcaraan serentak yang cekap dan merupakan bahagian yang amat diperlukan dalam pengaturcaraan berorientasikan objek.

Artikel ini bermula daripada prinsip asas kumpulan benang Java dan memperkenalkan konfigurasi parameter teras dan penggunaan kumpulan benang, senario aplikasi kumpulan benang dan strategi pengoptimumannya.

1. Prinsip asas kumpulan benang Java

Kolam benang Java ialah rangka kerja penjadualan benang untuk pengaturcaraan serentak pemusnahan , meningkatkan kecekapan sistem.

Kolam benang Java mengandungi tiga komponen asas: baris gilir tugas, benang pekerja dan pengurus kumpulan benang.

Dalam kumpulan benang Java, benang pekerja adalah kunci untuk melaksanakan tugas tertentu. Pengurus kumpulan benang bertanggungjawab untuk mengekalkan kumpulan benang dan memperuntukkan tugas, dan memulakan atau menutup kumpulan benang dan benang pekerja apabila diperlukan. Barisan tugasan ialah bekas yang menyimpan tugasan Pengurus kumpulan benang akan mengambil tugasan daripada baris gilir dan menghantar tugasan kepada utas pekerja terbiar untuk dilaksanakan.

2. Konfigurasi parameter teras kolam benang Java

Parameter teras kumpulan benang Java termasuk saiz kumpulan benang, saiz baris gilir kerja, saiz kumpulan benang maksimum, masa hidup benang dan dasar penolakan.

1. Saiz kumpulan benang:

Saiz kumpulan benang merujuk kepada bilangan maksimum benang aktif yang dibenarkan dalam kumpulan benang Untuk jenis aplikasi yang berbeza, saiz kumpulan benang perlu dilaraskan sewajarnya.

2. Saiz baris gilir kerja:

Saiz baris gilir kerja ialah saiz baris gilir untuk menyimpan tugasan dalam kumpulan benang Apabila bilangan utas yang berfungsi mencapai saiz maksimum kumpulan benang, baharu tugas akan memasuki baris gilir dan menunggu Diproses sehingga baris gilir penuh oleh dasar penolakan yang ditentukan.

3. Saiz kumpulan benang maksimum:

Saiz kumpulan benang maksimum ialah bilangan maksimum benang pekerja yang dibenarkan dalam kumpulan benang Saiz maksimum kumpulan benang perlu dilaraskan dengan sewajarnya kepada sumber sistem, jika tidak, ia boleh membawa kepada perbalahan sumber dan kemerosotan prestasi.

4. Masa kelangsungan benang:

Masa kelangsungan benang merujuk kepada masa benang yang berfungsi kekal dalam keadaan terbiar Apabila benang melahu mencapai masa yang ditentukan, benang akan dikitar semula sehingga bilangan benang dicapai Saiz teras kolam benang.

5. Dasar penolakan:

Dasar penolakan merujuk kepada strategi pemprosesan kumpulan utas yang menolak tugasan baharu apabila baris gilir kerja penuh termasuk Polisi Abort, DiscardPolicy, DiscardOldestPolicy dan CallerRuns.

3. Cara menggunakan kumpulan benang Java

Kaedah menggunakan kumpulan benang Java boleh dibahagikan kepada tiga langkah: permulaan kumpulan benang, penyerahan tugas dan penutupan kumpulan benang.

1. Inisialisasi kumpulan benang:

Pengamatan kumpulan benang Java boleh menggunakan kaedah kilang yang disediakan oleh kelas Executors untuk mencipta kumpulan benang, biasanya menggunakan ThreadPoolExecutor untuk mencipta objek kumpulan benang. Kod berikut ialah contoh mencipta kumpulan benang:

ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
  10,  // 核心线程数
  100,  // 最大线程数
  60,   // 空闲线程存活时间
  TimeUnit.SECONDS, // 存活时间单位
  new LinkedBlockingQueue<Runnable>(), // 队列大小
  Executors.defaultThreadFactory(),
  new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 拒绝策略
);

2. Penyerahan tugas:

Penyerahan tugas memerlukan menggunakan kaedah serah atau laksana yang disediakan oleh kumpulan utas untuk menyerahkan tugasan kepada kerja beratur dan tunggu pemprosesan kolam benang. Kod berikut ialah contoh menyerahkan tugas kepada kumpulan benang:

Future<String> future = threadPool.submit(new Callable<String>() {
  @Override
  public String call() throws Exception {
    return "Hello, World!";
  }
});

System.out.println(future.get()); // 输出Hello, World!

3. Penutupan kumpulan benang:

Apabila kumpulan benang tidak lagi diperlukan, kumpulan benang hendaklah ditutup kepada melepaskan sumber. Kod berikut ialah contoh penutupan kumpulan benang:

threadPool.shutdown();

4 senario aplikasi kumpulan benang Java dan strategi pengoptimuman

Kolam benang Java sesuai untuk senario yang memerlukan sejumlah besar pemprosesan serentak. . Senario aplikasi biasa termasuk:

1 Komunikasi rangkaian: seperti pelayan web, pelayan fail, dsb.

2. Pemprosesan data: seperti analisis data besar, perlombongan data, dsb.

3. Pembangunan permainan: seperti permainan dalam talian, permainan mudah alih, dsb.

4. Pemprosesan video masa nyata: seperti panggilan video, pengawasan video, dsb.

Untuk mengoptimumkan prestasi kumpulan benang Java, pelarasan yang sesuai perlu dibuat mengikut senario aplikasi yang berbeza Berikut ialah beberapa contoh strategi pengoptimuman.

1 Laraskan parameter konfigurasi kumpulan benang secara munasabah.

Saiz kolam benang, saiz baris gilir kerja, saiz kolam benang maksimum, masa hidup benang dan dasar penolakan semuanya akan menjejaskan prestasi kumpulan benang dan perlu dilaraskan dengan sewajarnya mengikut keperluan perniagaan.

2. Gunakan kumpulan benang yang sesuai.

Kolam benang Java menyediakan pelbagai jenis kumpulan benang, seperti ExecutorService, FixedThreadPool, CahedThreadPool dan SingleThreadExecutor, dsb. Jenis kumpulan benang yang berbeza boleh dipilih mengikut senario perniagaan yang berbeza.

3. Gunakan kaedah penyegerakan yang sesuai.

Kaedah penyegerakan yang digunakan dalam kumpulan benang Java termasuk disegerakkan, tidak menentu, Kunci dan Atom, dsb. Anda perlu memilih kaedah penyegerakan yang sesuai mengikut situasi tertentu.

4. Elakkan benang buntu dan kelaparan.

Apabila membangun dan menggunakan kumpulan benang Java, anda perlu mengelakkan kebuntuan benang dan kelaparan, mengelakkan benang menunggu dan menyekat untuk masa yang lama, dan mengoptimumkan kecekapan kumpulan benang.

Ringkasan:

Java thread pool ialah teknologi pengaturcaraan serentak yang cekap yang boleh menggunakan sepenuhnya sumber CPU dan meningkatkan keupayaan pemprosesan serentak sistem. Dengan mengkonfigurasi parameter pool thread dengan betul, menggunakan kaedah pool thread dan penyegerakan yang sesuai, dan mengelakkan kebuntuan benang dan kelaparan, prestasi pool thread Java boleh dioptimumkan dan kecekapan dan kestabilan sistem boleh dipertingkatkan.

Atas ialah kandungan terperinci Kemahiran pengaturcaraan serentak dan amalan aplikasi kumpulan benang Java. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!