java 线程池异步线程池实现异步

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mob64ca14133dc6 2023-08-08 12:24:52

文章标签 java 线程池异步 java 异步线程池队列 文章分类 Java 后端开发

本篇是这个内容的第一篇，主要是写:遇到的问题，和自己摸索实现的方法。后面还会有一篇是总结性地写线程池的相关内容（偏理论的）。

一、背景介绍

朋友的项目开发到一定程度之后，又遇到了一些问题：在某些流程中的一些节点，由于是串联执行的。上一步要等下一步执行完毕；或者提交数据之后要等待后台其他系统处理完成之后，才能返回结果。这样就会导致，请求发起方不得不一直等待结果，用户体验很不好；从项目优化来说，模块与模块之间构成了强耦合，这也是不利于以后扩展的，更不用说访问量上来之后，肯定会抓瞎的问题。所以，我就着手开始，利用异步线程池来解决这个问题。

刚开始的时候，我准备只是在节点处另外起线程去执行异步操作。但是，考虑到以后的扩展，同时利用“池化”技术，更加高效地重复利用线程，节省资源。在这里就选定了，使用线程池的方法。

二、实现步骤

实现总共分为四步：

第一步，在启动服务的时候初始化线程池；

第二步，建立有队列的线程池；

第三步，将业务逻辑方法与线程池联系起来；

第四步，调整原有代码逻辑结构，将可以异步的操作放入第三步的业务逻辑方法，并将请求放入线程池的队列中，等待执行。

三、具体实现

首先，第一步我们在web项目的起源之处web.xml中加入这么一行

1 <listener>
2 
3                    <listener-class>com.jptec.kevin.thread.listener.InitThreadPoolListener</listener-class>
4 
5 </listener>

这里的路径实际上就是，在启动项目之后，会加载的初始化函数。这个函数主要的作用就是：将线程池启动起来。实现代码如下：

java 线程池异步线程池实现异步_线程池

1 public class InitThreadPoolListener implements ServletContextListener {
 2 
 3     @Override
 4     public void contextInitialized(ServletContextEvent sce) {
 5 
 6         new TestThreadPool().runThread();
 7     }
 8 
 9     @Override
10     public void contextDestroyed(ServletContextEvent sce) {
11     }
12 
13 }

好了，第一步就算完工了。

然后，我们开始第二步，建立有队列的线程池（这里有很多，理论上的内容，会放在第二篇中详细说）。在这里主要是，定义了一个ArrayBlockingQueue队列（先进先出，有限阻塞），使用Executor定义了一个线程池。具体代码如下:

1 public class TestThreadPool {
 2 
 3     protected final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(TestThreadPool.class);
 4 
 5     // 线程休眠时间(秒)
 6     // 存放需要发送的信息
 7     public static BlockingQueue<Runnable> addressBqueue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(
 8                 10000);
 9         
10     public static final ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(10, 200, 25, TimeUnit.SECONDS,
11             addressBqueue);
12 
13     public TestThreadPool() {
14     }
15     
16 
17     public void runThread() {
18 
19         try {
20             executor.prestartCoreThread();
21             log.info("队列大小:" + executor.getQueue().size());
22 
23         } catch (Exception e) {
24             log.error("启动子线程异常", e);
25         }
26 
27     }
28 
29 }

完成第二步之后，我们继续第三步。我们有了线程池，那么实际代码如何将请求放入其中，并等待执行呢。于是，这里分为两个类，一个是负责业务代码中调用的，负责向队列中插入请求，一个是单个线程的实现类。具体实现如下：

插入请求实现：

1 /**
 2  * 线程队列
 3  */
 4 public class TestQueue {
 5     protected final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(TestQueue.class);
 6 
 7     public static boolean put(String userId,String tradeId, String amount, String flag, String term) {
 8             log.debug("添加入队列开始... 额度申请用户tradeId=[{}]", tradeId);
 9             try {
10                 TestThreadPool.executor.execute(new TestThread( tradeId, amount,  flag, term, userId));
11             log.debug("添加入队列结束...");
12         } catch (Exception e) {
13             log.error("添加入队列异常...", e);
14             return false;
15         }
16         return true;
17     }
18 
19 }

单个线程实现（第八行的引用在下文细说）：

1 /**
 2  * 发送信息线程处理类
 3  */
 4 public class TestThread implements Runnable {
 5 
 6     protected final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(TestThread.class);
 7 
 8     private TradeService tradeService = (TradeService) SpringHandle.getBean("tradeService");
 9 
10     String tradeId;
11     String amount;
12     String flag;
13     String term;
14     String userId;
18     /** 
19      * <p>Title: </p>
20      * <p>Description: </p>
21      * @param tradeId
22      * @param amount
23      * @param flag
24      * @param term
25      * @param userId 
26      */ 
28     public TestThread(String tradeId, String amount, String flag, String term,
29             String userId) {
30         super();
31         this.tradeId = tradeId;
32         this.amount = amount;
33         this.flag = flag;
34         this.term = term;
35         this.userId = userId;
36     }
38     @Override
39     public void run() {
40         log.info("线程开始tradeId={}", tradeId);
41         log.info("线程名:={}", Thread.currentThread().getId());
42         log.info("队列大小:" + TestThreadPool.executor.getPoolSize() + ","
43                 + TestThreadPool.executor.getCompletedTaskCount());
44         putTradeConfirm(userId,tradeId, amount, flag, term);
45         try {
46             Thread.sleep(1000L);
47         } catch (InterruptedException e) {
48             e.printStackTrace();
49         }
50     }
52     private void putTradeConfirm(String userId,String tradeId, String amount, String flag, String term) {
53 
54         tradeService.getMatchFundInfo(userId,amount, tradeId, flag, term);
56     }
58 }

这里需要注意的是，我需要获得一个Service的实例来调用具体的方法。但是，注释的方法不起作用，于是在朋友的帮助下，使用了辅助类。具体实现如下：

1 @Component
 2 public final class SpringHandle implements BeanFactoryPostProcessor {
 3 
 4     private static ConfigurableListableBeanFactory beanFactory; // Spring应用上下文环境
 5 
 6     public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
 7         SpringHandle.beanFactory = beanFactory;
 8     }
 9 
10     /**
11      * 获取对象
12      * 
13      * @param name
14      * @return Object 一个以所给名字注册的bean的实例
15      * @throws org.springframework.beans.BeansException
16      * 
17      */
18     @SuppressWarnings("unchecked")
19     public static <T> T getBean(String name) throws BeansException {
20         return (T) beanFactory.getBean(name);
21     }
22 
23     /**
24      * 获取类型为requiredType的对象
25      * 
26      * @param clz
27      * @return
28      * @throws org.springframework.beans.BeansException
29      * 
30      */
31     public static <T> T getBean(Class<T> clz) throws BeansException {
32         T result = (T) beanFactory.getBean(clz);
33         return result;
34     }
35 
36     /**
37      * 如果BeanFactory包含一个与所给名称匹配的bean定义，则返回true
38      * 
39      * @param name
40      * @return boolean
41      */
42     public static boolean containsBean(String name) {
43         return beanFactory.containsBean(name);
44     }
45 
46     /**
47      * 判断以给定名字注册的bean定义是一个singleton还是一个prototype。
48      * 如果与给定名字相应的bean定义没有被找到，将会抛出一个异常（NoSuchBeanDefinitionException）
49      * 
50      * @param name
51      * @return boolean
52      * @throws org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException
53      * 
54      */
55     public static boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException {
56         return beanFactory.isSingleton(name);
57     }
58 
59     /**
60      * @param name
61      * @return Class 注册对象的类型
62      * @throws org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException
63      * 
64      */
65     public static Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException {
66         return beanFactory.getType(name);
67     }
68 
69     /**
70      * 如果给定的bean名字在bean定义中有别名，则返回这些别名
71      * 
72      * @param name
73      * @return
74      * @throws org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException
75      * 
76      */
77     public static String[] getAliases(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException {
78         return beanFactory.getAliases(name);
79     }
80 
81 }

最后，在具体业务逻辑中，调用插入请求的方法，即可。

TradeGetFundInfoQueue.put(userId, tradeId, quota, repaymentType, timeLimit);

四、测试函数

由于在项目中，所以我写了另外一个测试函数（这个测试函数，会在下一篇文章中再次遇到），放在这里。供大家参考：

1 public class TestThreadPool {
 2 
 3     public static BlockingQueue<Runnable> queue = new  ArrayBlockingQueue<Runnable>(
 4             10000);
 5  
 6     public static void main(String[] args) {
 7         for (int i = 0; i < 2; i++) {
 8             queue.add(new TestThread("初始化"));
 9         }
10  
11         final ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 3, 15, TimeUnit.SECONDS, queue);
12 
13         executor.prestartCoreThread();
14 
15  
16         new Thread(new Runnable() {
17             @Override
18             public void run() {
19                 while (true) {
20                     System.out.println("getActiveCount=" + executor.getActiveCount()
21                                     + ";getKeepAliveTime=" + executor.getKeepAliveTime(TimeUnit.SECONDS)
22                                     + ";getCompletedTaskCount=" + executor.getCompletedTaskCount()
23                                     + ";getCorePoolSize=" + executor.getCorePoolSize()
24                                     + ";getLargestPoolSize=" + executor.getLargestPoolSize()
25                                     + ";getMaximumPoolSize=" + executor.getMaximumPoolSize()
26                                     + ";getPoolSize=" + executor.getPoolSize()
27                                     + ";getTaskCount=" + executor.getTaskCount()
28                                     + ";getQueue().size()=" + executor.getQueue().size()
29                     );
30                     try {
31                         Thread.currentThread().sleep(200L);
32                     } catch (InterruptedException e) {
33                         e.printStackTrace();
34                     }
35                 }
36             }
37         }).start();
38  
39         new Thread(new Runnable() {
40             @Override
41             public void run() {
42                 int i = 0;
43                 while (true) {
44                     queue.add(new TestThread("生产者"));
45                     try {
46                         Thread.currentThread().sleep(100L);
47                     } catch (InterruptedException e) {
48                         e.printStackTrace();
49                     }
50                     i++;
51                     if (i > 100) break;
52                 }
53             }
54         }).start();
55     }
56 }
57  
58 class TestThread implements Runnable {
59     public static SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
60     private String name;        //创建者
61     private Date addDate;       //添加到队列的日期
62  
63     TestThread(String name) {
64         this.name = name;
65         this.addDate = new Date();
66     }
67  
68     @Override
69     public void run() {
70         System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
71                 "：创建者=" + name + "，创建时间=" + sdf.format(addDate) + "，执行时间=" + sdf.format(new Date()) + ",当前队列大小=" + TestThreadPool.queue.size());
72  
73         System.out.println(TestThreadPool.queue.peek());
74         try {
75             Thread.currentThread().sleep(1000L);
76         } catch (InterruptedException e) {
77             e.printStackTrace();
78         }
79     }
80 }

测试的结果大致是这个样子的：

java 线程池异步线程池实现异步_java 线程池异步_02