Java并发包——Blockingqueue，ConcurrentLinkedQueue，Executors

Posted 2020-09-13 brucemengbm

背景

通过做以下一个小的接口系统gate，了解一下mina和java并发包里的东西。A系统为javaweb项目，B为C语言项目，gate是本篇须要完毕的系统。

需求

1. A为集群系统，并发较高，会批量发送给gate消息，而且接受gate返回的消息。

2. gate独立部署，将从A接受到的消息压入队列，与B建立连接后，将每条消息验证签名等工作后，发送给B。须要保证性能；

3. B负责处理消息，并返回处理结果，B为gate提供提供六个port，一个port可有三个长连接（须由gate发送心跳保持长连接，否则超时切断连接）。

实例

项目中用到了两个框架mina2.0.7和axis2。首先，gate须要接收从A发送过来的消息。为保证消息顺序性。压入队列中。为保证性能。将队列中的消息通过不同的连接发送至B，这让我们非常快就想到了多线程中生产者消费者的那张图，而且这是一个生产者。多个消费者，以下我们来看代码。

首先，gate作为服务端，要为A提供一个接口，使用axis2完毕了。关于webservice就不必多说，可看我前面的博客。配置例如以下：

<serviceGroup>
<service name="sendService" scope="application">
    <description>
        SendService
    </description>
    <messageReceivers>
        <messageReceiver mep="http://www.w3.org/2004/08/wsdl/in-only" class="org.apache.axis2.rpc.receivers.RPCInOnlyMessageReceiver"/>
        <messageReceiver mep="http://www.w3.org/2004/08/wsdl/in-out" class="org.apache.axis2.rpc.receivers.RPCMessageReceiver"/>
    </messageReceivers>
    <parameter name="ServiceClass">
        cn.net.easyway.customer.SendService
    </parameter>
</service>
</serviceGroup>

以下是服务实现类：

import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

import cn.net.easyway.nds.MsgConsumer;
import cn.net.easyway.nds.MsgProducer;

/**
 * 为用户管理系统提供服务接口
 * @author yuanfubiao
 *
 */
public class SendService {
	
	private static Log logger = LogFactory.getLog(SendService.class);
	
	private static int num = 0;
	//消息队列
	private static LinkedBlockingQueue<String> msgQueue = new LinkedBlockingQueue<String>();
	//生产者线程池
	private static ExecutorService executorProducer = Executors.newFixedThreadPool(20); //创建20个线程。应对并发较高的情况
	//消费者线程池
	private static ExecutorService executorCustomer = Executors.newFixedThreadPool(18); //和连接数相应
	
	/**
	 * 放入消息
	 * @param list 消息列表
	 */
	public void putMsg(List<String> list){
		
		//将消息放入队列
		executorProducer.execute(new MsgProducer(msgQueue,list));
		
		//取出消息:数据量大，启用全部线程
		if(list.size() > 18){
			for(int i=0;i<18;i++){
				executorCustomer.execute(new MsgConsumer(msgQueue));
			}
		}else{
			executorCustomer.execute(new MsgConsumer(msgQueue));
		}
	}
}

Java并发包为我们提供了非常多有用的多线程东西，因此没有必要自己去实现一个队列和线程池。如上面代码我们用到的队列是LinkedBlockingQueue，他为线程安全的堵塞队列。多线程操作时不必为了同步而担心。而且会将进出两边自己主动负载，他实现自BlockingQueue接口。

从jdk中能够看到实现BlockingQueue接口的还有ArrayBlockingQueue,DelayQueue, LinkedBlockingDeque,LinkedBlockingQueue,LinkedTransferQueue,PriorityBlockingQueue,SynchronousQueue；此接口就是提供一个堵塞队列，从api中我们看到例如以下一张图：

Throwsexception：当队列已满。再次加入会抛出错误，取数据也是如此。

Specialvalue：加入或取出时会有一个返回值；

Blocks：是在队列已满或为空时，会一直堵塞；

Time Out：指堵塞到一定时间。线程退出。

当中，另一个并发队列也是作为生产者消费者的首选：ConcurrentLinkedQueue，它是非堵塞队列。肯定就不是出自Blockingqueue接口，而是出自AbstractQueue，因此也就没有put和take方法，使用这个并发队列须要有两点注意：第一。推断是否为空尽量使用isEmpty方法。不要用size()。有人測试过size方法非常耗费时间。第二就是线程问题。尽管ConcurrentLinkedQueue是线程安全的，可是仅仅负责原子性的。就是说当你操作queue.add() or queue.poll的时候是安全的。当并发量较大时，你在使用queue.isEmpty时还不为空，但就在这空当有可能就运行poll操作。导致队列为空引起异常，可用例如以下代码：

synchronized(queue) {
    if(!queue.isEmpty()) {
       queue.poll();
    }
}

在gate中。我定义了两个线程池。一个是生产者。还有一个是消费者：

//生产者线程池
	private static ExecutorService executorProducer = Executors.newFixedThreadPool(20); //创建20个线程。应对并发较高的情况
	//消费者线程池
	private static ExecutorService executorCustomer = Executors.newFixedThreadPool(18); 

Executors提供了一个工厂方法，用来创建线程池。返回的线程池都实现了ExecutorService接口，能够创建例如以下线程池：

newCachedThreadPool()：创建一个可缓存的线程池，调用execute将重用曾经构造的线程。假设如今线程没有可用的，则创建一个新线程加入到池中，终止并从缓存中溢出那些已有60秒未被使用的线程；

newFixedThreadPool(intnThreads)：创建固定的线程；

newScheduledThreadPool(intcorePoolSize)：创建一个支持定时及周期性的任务运行的线程池；

newSingleThreadExecutor()：创建一个单线程的Executor。

启动线程。有两个方法。一个是execute(),还有一个是submit(),后者是有返回值的，会将运行的结果Future返回，关于Future可移步这里。

以下就是生产者和消费者代码：

生产者：

import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

/**
 * 向队列加入消息
 * @author yuanfubiao
 *
 */
public class MsgProducer implements Runnable {

	private LinkedBlockingQueue<String> msgQueue;
	
	private List<String> message;
	
	public MsgProducer(LinkedBlockingQueue<String> queue,List<String> msg) {
		this.msgQueue = queue;
		this.message = msg;
	}

	@Override
	public void run() {
		Iterator<String> iter = message.iterator();
		while(iter.hasNext()){
			String msg = iter.next();
			try {
				msgQueue.put(msg);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

消费者：

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

import nds.framework.security.NDSMD5;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.apache.mina.core.session.iosession;

/**
 * 从消息队列取出消息
 * @author yuanfubiao
 *
 */
public class MsgConsumer implements Runnable{

	private static Log logger = LogFactory.getLog(MsgConsumer.class);
	private LinkedBlockingQueue<String> msgQueue;
	
	public MsgConsumer(LinkedBlockingQueue<String> queue) {
		this.msgQueue = queue;
	}

	@Override
	public void run() {
		while(!msgQueue.isEmpty()){
			
			String msg = null;
			try {
				msg = msgQueue.take();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			
			if(null == msg){
				return;
			}
			
			//增加时间
			SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmss");
			String now = format.format(new Date());
			String prefix = msg.substring(0, 19);
			String suffix = msg.substring(33, msg.length());
			String packet = prefix.trim() + now.trim() + suffix.trim();

			//签名部分忽略
		        //TODO
			String newStr = packet  // 签名 + signature.toUpperCase().trim();
			//关于mina，可见我下篇文章
			IoSession session = SessionPool.getSession(newStr.substring(13, 15));
			logger.info("发送数据：" + newStr);
			session.write(newStr);
			
			try {
				Thread.sleep(1000); //等待一秒
			} catch (InterruptedException e1) {
				e1.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

源代码下载：http://download.csdn.net/detail/stubbornpotatoes/7438435

好文推荐：http://blog.csdn.net/defonds/article/details/44021605