java 网络编程(2.3)———–采用线程池多线程的Socket 通信

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吃了个泡面,看了会盘龙,然后放了一首歌《17岁那年的雨季》(随机的 – -)

好了 。接着来说多线程吧,为什么把两骗分开来呢,可能是这篇比较难的

两个类

EchoServer.java

好吧,这个代码跟前面的基本上没什么区别,除了那句

threadPool.execute(new Handler(socket)); //把与客户通信的任务交给线程池

就是说为每个客户链接分配一个线程不同,当然咯,我们采用线程池了嘛。

ThreadPool.java

哎,这个类就难多了,看了哥好久,对多线程还是没能把握呀。。

那么只好说下2个小时里面我干的事了:

首先运行EchoServer.java

结果:

当前线程池大小为4

我要启动所有线程咯

当前调用线程0

当前调用线程1

当前调用线程2

当前调用线程3

服务器启动

当前队列中没有任务,我睡觉了

当前队列中没有任务,我睡觉了

当前队列中没有任务,我睡觉了

当前队列中没有任务,我睡觉了

这个输出说明什么呢,说明了线程池的执行顺序,其实他是这么执行的首先传入poolSize大小,自然就会调用ThreadPool.java的构造函数了,然后构造函数创建相应的线程个数,而后,每个线程都会去getTask()…

这个是什么呢?就是到任务队列去寻找有没有任务,这里任务队列是LinkedList<Runnable> workQueue

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好。。分下段

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这里要题下,因为是线程,所以就会不段运行(我理解为死循环可以么?),那么实际上在getTask()函数里

有个wait(),我一开始不明白,后来我把他去掉后发现他会不断输出“我要睡觉了”,而其实本来是只输出4个

我要睡觉了,因为只有四个线程麽。。。。

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好了,一开始代码的运行顺序我知道了,然后我就要测试他是怎么执行任务的了,于是打开cmd,

输入telnet localhost 6500

结果:

已经将一个任务房到工作队列中了

……正在唤醒一个线程,给我去工作

New connection accepted /127.0.0.1:3438

观看代码里的输出信息就可以发现,当客户端连接时,首先是EchServer.java

执行代码 threadPool.execute(new Handler(socket));

然后在 ThreadPool.java中把该任务放到workQueue中,再唤醒一个线程(我不知道是不是随即唤醒的)

被唤醒的线程就会继续检查workQueue中是否有任务,这个时候自然会发现有任务咯。。然后就会把任务队列中

第一个任务移除。。。

值得一题的是(其实不值一提) 线程池中的线程数目是4个,我无聊得用5个客户端去访问6500端口,然后用第5个客户端

发送消息————–结果自然是没有反应咯。。等到关闭第一个客户端,消息框中就会输出刚才发送的内容。。也说明了

任务队列是有序的(好像是P话 – -)。。

好了。。这个就是我们后来2个多小时的结果。。。阿门

然后记下还没看懂的(其实还有很多没看懂):


疑问:

首先super()其实并不是很懂了。。只是简单理解为调用父类构造函数,哎,上课没怎么听,不过这次主要是为了理解

网络编程,应该关系不大,以后再看吧,

然后在ThreadPool里的一个setDaemon(true);也不清楚啥意思,算了。丢掉

当然还会发现,在ThreadPool里的join()与close()要这么调用呢???

然后最最最不懂的就是synchronized了,贴段百度解释吧:

synchronized 方法控制对类成员变量的访问:每个类实例对应一把锁,每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能执行,否则所属线程阻塞,方法一旦执行,就独占该锁,直到从该方法返回时才将锁释放,此后被阻塞的线程方能获得该锁,重新进入可执行状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例,其所有声明为 synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态(因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁),从而有效避免了类成员变量的访问冲突(只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized)。

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下面是摘自网上对

ThreadPool.java的理解:

在ThreadPool类中定义了一个LinkedList类型的workQueue成员变量,它表示工作队列,用来存放线程池要执行的任务,每个 任务都是Runnable实例。ThreadPool类的客户程序(利用ThreadPool来执行任务的程序)只要调用ThreadPool类的 execute (Runnable task)方法,就能向线程池提交任务。在ThreadPool类的execute()方法中,先判断线程池是否已 经关闭。如果线程池已经关闭,就不再接收任务,否则就把任务加入到工作队列中,并且唤醒正在等待任务的工作线程。

在ThreadPool类的构造方法中,会创建并启动若干工作线程,工作线程的数目由构造方法的参数 poolSize决定。WorkThread类表示工作线程,它是ThreadPool类的内部类。工作线程从工作队列中取出一个任务,接着执行该任务, 然后再从工作队列中取出下一个任务并执行它,如此反复。

工作线程从工作队列中取任务的操作是由ThreadPool类的getTask()方法实现的,它的处理逻辑如下:

◆如果队列为空并且线程池已关闭,那就返回null,表示已经没有任务可以执行了;

◆如果队列为空并且线程池没有关闭,那就在此等待,直到其他线程将其唤醒或者中断;

◆如果队列中有任务,就取出第一个任务并将其返回。

线程池的join()和close()方法都可用来关闭线程池。join()方法确保在关闭线程池之前,工作线程把队列中的所有任务都执行完。而close()方法则立即清空队列,并且中断所有的工作线程。

ThreadPool类是ThreadGroup类的子类。ThreadGroup类表示线程组,它提供了一些管理线程组中线程的方法。例如, interrupt()方法相当于调用线程组中所有活着的线程的interrupt()方法。线程池中的所有工作线程都加入到当前ThreadPool对 象表示的线程组中。

ThreadPool类在close()方法中调用了interrupt()方以上interrupt()方法用于中断所有的工作线程。interrupt()方法会对工作线程造成以下影响:

◆如果此时一个工作线程正在ThreadPool的getTask()方法中因为执行wait()方法而阻塞,则会抛出InterruptedException;

◆如果此时一个工作线程正在执行一个任务,并且这个任务不会被阻塞,那么这个工作线程会正常执行完任务,但是在执行下一轮while (!isInterrupted()) {…}循环时,由于isInterrupted()方法返回true,因此退出while循环。


3.6.4  使用线程池的注意事项

(其实我还没看过^^)

虽然线程池能大大提高服务器的并发性能,但使用它也会存在一定风险。与所有多线程应用程序一样,用线程池构建的应用程序容易产生各种并发问题,如对 共享资源的竞争和死锁。此外,如果线程池本身的实现不健壮,或者没有合理地使用线程池,还容易导致与线程池有关的死锁、系统资源不足和线程泄漏等问题。

1.死锁

任何多线程应用程序都有死锁风险。造成死锁的最简单的情形是,线程A持有对象X的锁,并且在等待对象Y的锁,而线程B持有对象Y的锁,并且在等待对象X的锁。线程A与线程B都不释放自己持有的锁,并且等待对方的锁,这就导致两个线程永远等待下去,死锁就这样产生了。

虽然任何多线程程序都有死锁的风险,但线程池还会导致另外一种死锁。在这种情形下,假定线程池中的所有工作线程都在执行各自任务时被阻塞,它们都在 等待某个任务A的执行结果。而任务A依然在工作队列中,由于没有空闲线程,使得任务A一直不能被执行。这使得线程池中的所有工作线程都永远阻塞下去,死锁 就这样产生了。

2.系统资源不足

如果线程池中的线程数目非常多,这些线程会消耗包括内存和其他系统资源在内的大量资源,从而严重影响系统性能。

3.并发错误

线程池的工作队列依靠wait()和notify()方法来使工作线程及时取得任务,但这两个方法都难于使用。

如果编码不正确,可能会丢失通知,导致工作线程一直保持空闲状态,无视工作队列中需要处理的任务。因此使用这些方法时,必须格外小心,即便是专家也 可能在这方面出错。最好使用现有的、比较成熟的线程池。例如,直接使用java.util.concurrent包中的线程池类。

4.线程泄漏

使用线程池的一个严重风险是线程泄漏。对于工作线程数目固定的线程池,如果工作线程在执行任务时抛出RuntimeException 或Error,并 且这些异常或错误没有被捕获,那么这个工作线程就会异常终止,使得线程池永久失去了一个工作线程。如果所有的工作线程都异常终止,线程池就最终变为空,没 有任何可用的工作线程来处理任务。

导致线程泄漏的另一种情形是,工作线程在执行一个任务时被阻塞,如等待用户的输入数据,但是由于用户一直不输入数据(可能是因为用户走开了),导致 这个工作线程一直被阻塞。这样的工作线程名存实亡,它实际上不执行任何任务了。假如线程池中所有的工作线程都处于这样的阻塞状态,那么线程池就无法处理新 加入的任务了。

5.任务过载

当工作队列中有大量排队等候执行的任务时,这些任务本身可能会消耗太多的系统资源而引起系统资源缺乏。

综上所述,线程池可能会带来种种风险,为了尽可能避免它们,使用线程池时需要遵循以下原则。

(1)如果任务A在执行过程中需要同步等待任务B的执行结果,那么任务A不适合加入到线程池的工作队列中。如果把像任务A一样的需要等待其他任务执行结果的任务加入到工作队列中,可能会导致线程池的死锁。

(2)如果执行某个任务时可能会阻塞,并且是长时间的阻塞,则应该设定超时时间,避免工作线程永久的阻塞下去而导致线程泄漏。在服务器程序中,当线程等待客户连接,或者等待客户发送的数据时,都可能会阻塞。可以通过以下方式设定超时时间:

◆调用ServerSocket的setSoTimeout(int timeout)方法,设定等待客户连接的超时时间,参见本章3.5.1节(SO_TIMEOUT选项);

◆对于每个与客户连接的Socket,调用该Socket的setSoTimeout(int timeout)方法,设定等待客户发送数据的超时时间,参见本书第2章的2.5.3节(SO_TIMEOUT选项)。

(3)了解任务的特点,分析任务是执行经常会阻塞的I/O操作,还是执行一直不会阻塞的运算操作。前者时断时续地占用CPU,而后者对CPU具有更高的利用率。预计完成任务大概需要多长时间?是短时间任务还是长时间任务?

根据任务的特点,对任务进行分类,然后把不同类型的任务分别加入到不同线程池的工作队列中,这样可以根据任务的特点,分别调整每个线程池。

(4)调整线程池的大小。线程池的最佳大小主要取决于系统的可用CPU的数目,以及工作队列中任务的特点。假如在一个具有 N 个CPU的系统上只 有一个工作队列,并且其中全部是运算性质(不会阻塞)的任务,那么当线程池具有 N 或 N+1 个工作线程时,一般会获得最大的 CPU 利用率。

如果工作队列中包含会执行I/O操作并常常阻塞的任务,则要让线程池的大小超过可用CPU的数目,因为并不是所有工作线程都一直在工作。选择一个典 型的任务,然后估计在执行这个任务的过程中,等待时间(WT)与实际占用CPU进行运算的时间(ST)之间的比例WT/ST。对于一个具有N个CPU的系 统,需要设置大约N×(1+WT/ST)个线程来保证CPU得到充分利用。

当然,CPU利用率不是调整线程池大小过程中唯一要考虑的事项。随着线程池中工作线程数目的增长,还会碰到内存或者其他系统资源的限制,如套接字、打开的文件句柄或数据库连接数目等。要保证多线程消耗的系统资源在系统的承载范围之内。

(5)避免任务过载。服务器应根据系统的承载能力,限制客户并发连接的数目。当客户并发连接的数目超过了限制值,服务器可以拒绝连接请求,并友好地告知客户:服务器正忙,请稍后再试。


文章出处:

http://www.diybl.com/course/3_program/java/javaxl/2008229/102026_5.html



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