Java工作队列和线程池
背景
最近的需要做一个与设备通信的web项目。当然，我们需要写好与设备之间的通信协议（socket）。大致的时序逻辑时：当用户用浏览器点击页面某一控件后，它就向后台发送一个post请求，后台解析前台发送的参数，然后封装成相应的帧格式，然后与设备进行通信，设备接到指令后，完成相应的功能，然后将数据信息返回给后台服务器，后台服务器将这些返回的数据组织好，一方面返回给前台页面，一方面将数据存储到数据库中。
问题：
1.由于通信设备只允许一个socket与它通信，因此，所有的用户都需要共用一个socket，所以，在某一时刻，不能有2个用户同时使用socket
2.当很多条相同的指令以较短的时间间隔（1s左右）发送到通信设备时，通信设备只响应第一条，其他的不予响应。
解决方案
针对上述问题，我们就会想到通过使用队列和线程池来解决以上问题。我们可以将所有用户的指令依次放入队列中，线程池中只允许一个线程运行，而且线程执行完之后，还可以休眠一段时间，等通信设备反应过来的时候，再依次执行队列中的指令。
队列和线程池演示程序
1.WorkQueue.java
该类实现了队列和线程池，详见如下
/*
* $filename: WorkQueue.java,v $
* $Date: 2013-11-20 $
* Copyright (C) ZhengHaibo, Inc. All rights reserved.
* This software is Made by Zhenghaibo.
*/
package edu.njupt.zhb;
import java.util.LinkedList;
/*
*@author: ZhengHaibo
*web: http://blog.csdn.net/nuptboyzhb
*mail: zhb931706659@126.com
*2013-11-20 Nanjing,njupt,China
*References:http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-jtp0730/index.html
*/
public class WorkQueue
{
private final int nThreads;//同时最多执行的线程个数
private final PoolWorker[] threads;//线程池
private final LinkedList queue;//线程队列
public WorkQueue(int nThreads)
{
this.nThreads = nThreads;
queue = new LinkedList();
threads = new PoolWorker[nThreads];
for (int i=0; i<nThreads; i++) {
threads[i] = new PoolWorker();
threads[i].start();
}
}
public void execute(Runnable r) {
synchronized(queue) {
queue.addLast(r);
queue.notify();
}
}
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();
}
// If we don't catch RuntimeException,
// the pool could leak threads
try {
r.run();
}
catch (RuntimeException e) {
// You might want to log something here
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
2.WorkThread.java
这是我们的工作线程，在这个Demo中，工作线程只做一件事：将number的值加1，然后休眠，最后打印一下当前number的值。由于number是静态变量，因此我们就可以模拟一下，工作队列的一个执行情况。
/*
* $filename: WorkThread.java,v $
* $Date: 2013-11-20 $
* Copyright (C) ZhengHaibo, Inc. All rights reserved.
* This software is Made by Zhenghaibo.
*/
package edu.njupt.zhb;
/*
*@author: ZhengHaibo
*web: http://blog.csdn.net/nuptboyzhb
*mail: zhb931706659@126.com
*2013-11-20 Nanjing,njupt,China
*/
public class WorkThread extends Thread{
public static int number = 0;
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
try {
number = number + 1;
Thread.sleep(100);
System.out.println("number = "+number);
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
3.测试案例1
我们的线程池只允许一个线程同时执行，这样的结果是：打印number的值是从1-10顺序打印
/*
* $filename: TestMain.java,v $
* $Date: 2013-11-20 $
* Copyright (C) ZhengHaibo, Inc. All rights reserved.
* This software is Made by Zhenghaibo.
*/
package edu.njupt.zhb;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/*
*@author: ZhengHaibo
*web: http://blog.csdn.net/nuptboyzhb
*mail: zhb931706659@126.com
*2013-11-20 Nanjing,njupt,China
*/
public class TestMain {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
WorkQueue workQueue = new WorkQueue(1);//只允许同时运行1个线程
for (int i = 0; i < 10; i++) {
WorkThread wThread = new WorkThread();
workQueue.execute(wThread);
}
}
}
运行结果是：
number = 1 number = 2 number = 3 number = 4 number = 5 number = 6 number = 7 number = 8 number = 9 number = 10
4.测试案例2
线程池中允许同时最多有5个线程一起执行
/*
* $filename: TestMain.java,v $
* $Date: 2013-11-20 $
* Copyright (C) ZhengHaibo, Inc. All rights reserved.
* This software is Made by Zhenghaibo.
*/
package edu.njupt.zhb;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/*
*@author: ZhengHaibo
*web: http://blog.csdn.net/nuptboyzhb
*mail: zhb931706659@126.com
*2013-11-20 Nanjing,njupt,China
*/
public class TestMain {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
WorkQueue wQueue = new WorkQueue(5);//允许同时运行5个线程
for (int i = 0; i < 10; i++) {
WorkThread wThread = new WorkThread();
wQueue.execute(wThread);
}
}
}
运行结果是：
number = 5 number = 5 number = 5 number = 5 number = 5 number = 10 number = 10 number = 10 number = 10 number = 10
在某些场合中，如果能够承受100个线程同时运行，那么我们就将workqueue线程池的大小设成100，当线程超过100时，就将线程放入队列queue中，等有一些线程执行结束后，依次执行队列中的线程，一直执行到对列为空时，线程池中的100个线程都在等待新的任务加入。
未经允许不得用于商业目的
