java调动多线程运算Cplex求解器

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智能开发艺术家 2024-07-12 07:56:47

文章标签 java调动多线程运算Cplex求解器线程多线程线程池 future 文章分类 Java 后端开发

初学Java多线程，后续继续改进

一，Callable

Callable是类似于Runnable的接口，实现Callable接口的类和实现Runnable的类都是可被其他线程执行的任务

Callable和Runnable的区别如下：

1.Callable定义的方法是call，而Runnable定义的方法是run。

2.Callable的call方法可以有返回值，而Runnable的run方法不能有返回值。

3.Callable的call方法可抛出异常，而Runnable的run方法不能抛出异常。

二，Executor

A,几种不同的ExecutorService线程池对象:

1. newCachedThreadPool() 缓存型池子，先查看池中有没有以前建立的线程，如果有，就reuse.如果没有，就建一个新的线程加入池中,自增型

2. newFixedThreadPool（int var0）任意时间点，最多只能有固定数目的活动线程存在，此时如果有新的线程要建立，只能放在另外的队列中等待，直到当前的线程中某个线程终止直接被移出池子

3.SingleThreadExecutor（）单例线程，任意时间池中只能有一个线程

4.ScheduledThreadPool（）这个池子里的线程可以按schedule依次delay执行，或周期执行

ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
System.out.println("开始时间"+new Date());
threadPool.schedule(new MyExecutor(),2,TimeUnit.SECONDS);
threadPool.schedule(new MyExecutor(),4,TimeUnit.SECONDS);

B,ExecutorService接口常用方法：

1.void shutdown（）

这个方法会平滑地关闭ExecutorService，当我们调用这个方法时，ExecutorService停止接受任何新的任务且等待已经提交的任务执行完成(已经提交的任务会分两类：一类是已经在执行的，另一类是还没有开始执行的)，当所有已经提交的任务执行完毕后将会关闭ExecutorService

ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
service.submit(new MyExecutor());
service.shutdown();

2.boolean isTerminated(int timeout,TimeUnit unit)/boolean isShutdown()

这个方法有两个参数，一个是timeout即超时时间，另一个是unit即时间单位。这个方法会使线程等待timeout时长，当超过timeout时间后，会监测ExecutorService是否已经关闭，若关闭则返回true，否则返回false。一般情况下会和shutdown方法组合使用

ExecutorService executorService= Executors.newCachedThreadPool();
executorService.submit(new MyExecutor());
executorService.submit(new MyExecutor());
executorService.submit(new MyExecutor());
executorService.submit(new MyExecutor());
executorService.shutdown();
System.out.println(executorService.isTerminated()+”-----"+executorService.isShutdown());

3.List<Runnable> shutdownNow（）

个方法会强制关闭ExecutorService，它将取消所有运行中的任务和在工作队列中等待的任务，这个方法返回一个List列表，列表中返回的是等待在工作队列中的任务

ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
service.submit(new MyExecutor());
service.submit(new MyExecutor());
service.submit(new MyExecutor());
service.submit(new MyExecutor());

List<Runnable> runnables = service.shutdownNow();
System.out.println("等待个数："+runnables.size());

4.boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)

ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
service.submit(new MyExecutor());
service.submit(new MyExecutor());
service.submit(new MyExecutor());
service.submit(new MyExecutor());
service.shutdown();
try {
    while (!service.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS)) {
        System.out.println(“线程池没有关闭”);
}
System.out.println(“线程池已经关闭");

三，Future

Future 表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并检索计算的结果。FutureTask类是Future 的一个实现，并实现了Runnable，所以可通过Excutor(线程池) 来执行,也可传递给Thread对象执行,一般FutureTask多用于耗时的计算，主线程可以在完成自己的任务后，再去获取结果

常用方法：

1.boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 试图取消对此任务的执行。如果任务已完成、或已取消，或者由于某些其他原因而无法取消，则此尝试将失败。当调用 cancel 时，如果调用成功，而此任务尚未启动，则此任务将永不运行。如果任务已经启动，则 mayInterruptIfRunning 参数确定是否应该以试图停止任务的方式来中断执行此任务的线程。此方法返回后，对 isDone() 的后续调用将始终返回 true。如果此方法返回 true，则对 isCancelled() 的后续调用将始终返回 true

2.boolean isCancelled()：如果在任务正常完成前将其取消，则返回 true,如果cancel方法返回 true，则对 isCancelled() 的后续调用将始终返回 true

3.boolean isDone()：如果任务已完成，则返回 true。可能由于正常终止、异常或取消而完成，在所有这些情况中，此方法都将返回 true。

4.V get()throws InterruptedException,ExecutionException：如有必要，等待计算完成，然后获取其结果。

5.V get(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException,ExecutionException,TimeoutException：如有必要，最多等待为使计算完成所给定的时间之后，获取其结果（如果结果可用）

class PGPageModelWorker implements Callable<Integer> {

	private int shopId;

	public PGPageModelWorker(int shopId) {
		this.shopId = shopId;
	}

	@Override
	public Integer call() throws Exception {
		Random rand = new Random();
		int sleep=rand.nextInt(2000) + 500;
//		Thread.sleep(sleep);
		int s = shopId + 1;
		System.out.println(shopId+"执行时间---" + sleep+"毫秒");
		return s;
	}
}

class FutureTask2Test{
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final ConcurrentHashMap<String, Integer> modelMap = new ConcurrentHashMap<String, Integer>();
		final List<Integer> data=Collections.synchronizedList(new ArrayList<Integer>());
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);//
		Long startdate=System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            final int id = i;
            executor.submit(new FutureTask<Integer>(new PGPageModelWorker(id)) {
                @Override
                protected void done() {
                    try {

                        modelMap.put("key" + id, get());
						data.add(get());
                    } catch (Exception e) {
                        modelMap.put("key" + id, 0);
                    } finally {
                        countDownLatch.countDown();
                    }
                }
            });
        }
		System.out.println("----做其他的事------");
		System.out.println("------做其他的事----");
		System.out.println("-----做其他的事-----");
		try {
			Thread.sleep(3000);
			System.out.println("睡三秒");
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("-----做其他的事-----");
		System.out.println("-----做其他的事-----");
		System.out.println("-----做其他的事-----");
		System.out.println("-----做其他的事-----");
		int timeout = 3000;
        countDownLatch.await(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);// 超时时间
		Long enddate=System.currentTimeMillis();
		System.out.println("执行时间："+(enddate-startdate));
		Iterator<String> iterator=modelMap.keySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            String key=iterator.next();
            System.out.println(key+"-----"+modelMap.get(key));
        }
		System.out.println("---list遍历--------");
		Long start1=System.currentTimeMillis();
		for(Integer d:data){
			System.out.println(d);
		}
		System.out.println("遍历时间："+(System.currentTimeMillis()-start1));
		System.out.println("list.size:"+data.size());
    }

}

CountDownLatch

它可以让某些任务完成以后再继续运行下面的内容，每个任务本身执行完毕后让计数器减一，直到计数器清零后，以下的内容才可以继续运行，否则将阻塞等待

CountDownLatch有以下基本方法：

1）await(),阻塞等待，直到计数器清零

2）await(int timeout, TimeUnit unit),使线程阻塞，除非被中断或者超过等待的最大时间

如果达到计数器清零，则await返回true，如果等待超过了最大的等待时间，则返回false

3）countDown(),计数器减一，当计数器清零时，await的线程被唤醒，线程继续执行

4）getCount ()，获取当前计数器的大小

public static void main(String[] args) throws Exception{
    final CountDownLatch cdOrder=new CountDownLatch(1);
    final CountDownLatch cdAnswer=new CountDownLatch(3);
    System.out.println("等待运动员入场---------------");
    try {
        ExecutorService executor= Executors.newCachedThreadPool();;
        for (int i = 1; i < 4; i++) {
            final int c=i;
            executor.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println("运动员"+c+"准备就绪");
                        cdOrder.await();
                        System.out.println("运动员"+c+"已经起跑");
                        Random rand = new Random();
                        Thread.sleep(rand.nextInt(2000) + 500);
                        cdAnswer.countDown();
                        System.out.println("运动员"+c+"已到终点");
                        System.out.println("还剩"+cdAnswer.getCount()+"个运动员未到");

                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("runable problem i="+c);
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    } catch (Exception e) {
        System.out.println("thread problem");
        e.printStackTrace();
    }

    try {
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("裁判已发布号令-----------------");
        cdOrder.countDown();
        cdAnswer.await();
        System.out.println("裁判宣布结果------------");
    } catch (Exception e){
        System.out.println("main problem");
        e.printStackTrace();
    }


}

五，CompletionService

将生产新的异步任务与使用已完成任务的结果分离开来的服务，生产者 submit 执行的任务。使用者 take 已完成的任务，并按照完成这些任务的顺序处理它们的结果

CompletionService有以下基本方法：

Future<V> submit(Callable<V> task);

Future<V> submit(Runnable task, V result);

Future<V> take() throws InterruptedException;

Future<V> poll();

Future<V> poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

class completionService2{
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
        CompletionService<Integer> completionServcie = new ExecutorCompletionService<Integer>(
                executor);
        completionServcie.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },1);
        try {
            System.out.println(completionServcie.poll(2000, TimeUnit.MILLISECONDS).get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}