前序：
Thread-Per-Message Pattern,是一种对于每个命令或请求，都分配一个线程，由这个线程执行工作。它将“委托消息的一端”和“执行消息的一端”用两个不同的线程来实现。该线程模式主要包括三个部分：
1，Request参与者(委托人)，也就是消息发送端或者命令请求端
2，Host参与者，接受消息的请求，负责为每个消息分配一个工作线程。
3，Worker参与者，具体执行Request参与者的任务的线程，由Host参与者来启动。
由于常规调用一个方法后，必须等待该方法完全执行完毕后才能继续执行下一步操作，而利用线程后，就不必等待具体任务执行完毕，就可以马上返回继续执行下一步操作。
背景：
由于在Thread-Per-Message Pattern中对于每一个请求都会生成启动一个线程，而线程的启动是很花费时间的工作，所以鉴于此，提出了Worker Thread，重复利用已经启动的线程。
线程池：
Worker Thread，也称为工人线程或背景线程，不过一般都称为线程池。该模式主要在于，事先启动一定数目的工作线程。当没有请求工作的时候，所有的工人线程都会等待新的请求过来，一旦有工作到达，就马上从线程池中唤醒某个线程来执行任务，执行完毕后继续在线程池中等待任务池的工作请求的到达。
任务池：主要是存储接受请求的集合，利用它可以缓冲接受到的请求，可以设置大小来表示同时能够接受最大请求数目。这个任务池主要是供线程池来访问。
线程池：这个是工作线程所在的集合，可以通过设置它的大小来提供并发处理的工作量。对于线程池的大小，可以事先生成一定数目的线程，根据实际情况来动态增加或者减少线程数目。线程池的大小不是越大越好，线程的切换也会耗时的。
存放池的数据结构，可以用数组也可以利用集合，在集合类中一般使用Vector，这个是线程安全的。
Worker Thread的所有参与者：
1，Client参与者，发送Request的参与者
2，Channel参与者，负责缓存Request的请求，初始化启动线程，分配工作线程
3，Worker参与者，具体执行Request的工作线程
4，Request参与者
注意：将在Worker线程内部等待任务池非空的方式称为正向等待。
将在Channel线程提供Worker线程来判断任务池非空的方式称为反向等待。
线程池实例1：
利用同步方法来实现，使用数组来作为任务池的存放数据结构。在Channel有缓存请求方法和处理请求方法，利用生成者与消费者模式来处理存储请求，利用反向等待来判断任务池的非空状态。
Channel参与者：
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package whut.threadpool;
//用到了生产者与消费者模式//生成线程池，接受客户端线程的请求，找到一个工作线程分配该客户端请求public class Channel {
private static final int MAX_REQUEST = 100;// 并发数目，就是同时可以接受多少个客户端请求
//利用数组来存放请求，每次从数组末尾添加请求，从开头移除请求来处理
private final Request[] requestQueue;// 存储接受客户线程的数目
private int tail;//下一次存放Request的位置
private int head;//下一次获取Request的位置
private int count;// 当前request数量
private final WorkerThread[] threadPool;// 存储线程池中的工作线程
// 运用数组来存储
public Channel(int threads) {
this.requestQueue = new Request[MAX_REQUEST];
this.head = 0;
this.head = 0;
this.count = 0;
threadPool = new WorkerThread[threads];
// 启动工作线程
for (int i = 0; i < threadPool.length; i++) {
threadPool[i] = new WorkerThread("Worker-" + i, this);
}
}
public void startWorkers() {
for (int i = 0; i < threadPool.length; i++) {
threadPool[i].start();
}
}
// 接受客户端请求线程
public synchronized void putRequest(Request request) {
// 当Request的数量大于或等于同时接受的数目时候，要等待
while (count >= requestQueue.length)
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
requestQueue[tail] = request;
tail = (tail + 1) % requestQueue.length;
count++;
notifyAll();
}
// 处理客户端请求线程
public synchronized Request takeRequest() {
while (count <= 0)
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
Request request = requestQueue[head];
head = (head + 1) % requestQueue.length;
count--;
notifyAll();
return request;
}
} |
客户端请求线程
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package whut.threadpool;
import java.util.Random;
//向Channel发送Request请求的public class ClientThread extends Thread{
private final Channel channel;
private static final Random random=new Random();
public ClientThread(String name,Channel channel)
{
super(name);
this.channel=channel;
}
public void run()
{
try{
for(int i=0;true;i++)
{
Request request=new Request(getName(),i);
channel.putRequest(request);
Thread.sleep(random.nextInt(1000));
}
}catch(InterruptedException e)
{
}
}
} |
工作线程：
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package whut.threadpool;
//具体工作线程public class WorkerThread extends Thread{
private final Channel channel;
public WorkerThread(String name,Channel channel)
{
super(name);
this.channel=channel;
}
public void run()
{
while(true)
{
Request request=channel.takeRequest();
request.execute();
}
}
} |
线程池实例2：
利用同步块来处理，利用Vector来存储客户端请求。在Channel有缓存请求方法和处理请求方法，利用生成者与消费者模式来处理存储请求，利用正向等待来判断任务池的非空状态。
这种实例，可以借鉴到网络ServerSocket处理用户请求的模式中，有很好的扩展性与实用性。
利用Vector来存储，依旧是每次集合的最后一个位置添加请求，从开始位置移除请求来处理。
Channel参与者：
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package whut.threadpool2;
import java.util.Vector;
/* * 这个主要的作用如下
* 0,缓冲客户请求线程(利用生产者与消费者模式)
* 1,存储客户端请求的线程
* 2,初始化启动一定数量的线程
* 3,主动来唤醒处于任务池中wait set的一些线程来执行任务
*/
public class Channel {
public final static int THREAD_COUNT=4;
public static void main(String[] args) {
//定义两个集合，一个是存放客户端请求的，利用Vector，
//一个是存储线程的，就是线程池中的线程数目
//Vector是线程安全的，它实现了Collection和List
//Vector 类可以实现可增长的对象数组。与数组一样，
//它包含可以使用整数索引进行访问的组件。但Vector 的大小可以根据需要增大或缩小，
//以适应创建 Vector 后进行添加或移除项的操作。
//Collection中主要包括了list相关的集合以及set相关的集合,Queue相关的集合
//注意：Map不是Collection的子类，都是java.util.*下的同级包
Vector pool=new Vector();
//工作线程，初始分配一定限额的数目
WorkerThread[] workers=new WorkerThread[THREAD_COUNT];
//初始化启动工作线程
for(int i=0;i<workers.length;i++)
{
workers[i]=new WorkerThread(pool);
workers[i].start();
}
//接受新的任务，并且将其存储在Vector中
Object task=new Object();//模拟的任务实体类
//此处省略具体工作
//在网络编程中，这里就是利用ServerSocket来利用ServerSocket.accept接受一个Socket从而唤醒线程
//当有具体的请求达到
synchronized(pool)
{
pool.add(pool.size(), task);
pool.notifyAll();//通知所有在pool wait set中等待的线程，唤醒一个线程进行处理
}
//注意上面这步骤添加任务池请求，以及通知线程，都可以放在工作线程内部实现
//只需要定义该方法为static，在方法体用同步块，且共享的线程池也是static即可
//下面这步，可以有可以没有根据实际情况
//取消等待的线程
for(int i=0;i<workers.length;i++)
{
workers[i].interrupt();
}
}
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工作线程：
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package whut.threadpool2;
import java.util.List;
public class WorkerThread extends Thread {
private List pool;//任务请求池
private static int fileCompressed=0;//所有实例共享的
public WorkerThread(List pool)
{
this.pool=pool;
}
//利用静态synchronized来作为整个synchronized类方法，仅能同时一个操作该类的这个方法
private static synchronized void incrementFilesCompressed()
{
fileCompressed++;
}
public void run()
{
//保证无限循环等待中
while(true)
{
//共享互斥来访问pool变量
synchronized(pool)
{
//利用多线程设计模式中的
//Guarded Suspension Pattern,警戒条件为pool不为空，否则无限的等待中
while(pool.isEmpty())
{
try{
pool.wait();//进入pool的wait set中等待着,释放了pool的锁
}catch(InterruptedException e)
{
}
}
//当线程被唤醒，需要重新获取pool的锁，
//再次继续执行synchronized代码块中其余的工作
//当不为空的时候，继续再判断是否为空，如果不为空，则跳出循环
//必须先从任务池中移除一个任务来执行，统一用从末尾添加，从开始处移除
pool.remove(0);//获取任务池中的任务，并且要进行转换
}
//下面是线程所要处理的具体工作
}
}
} |