JAVA并行异步编程,线程池+FutureTask

java 在JDK1.5中引入一个新的并发包java.util.concurrent 该包专门为java处理并发而书写。

在java中熟悉的使用多线程的方式为两种？继续Thread类，实现Runnale。两种方式简单方便。

在Jdk1.5之后其实有第三种方式实现方式，采用并发包中的 Callable接口 FuruteTask类 以及 ExecutorService接口。

说新的实现方式之前先来说讨论一下传统的java执行过程

首先一个简单的程序一个方法生成随机数，在生成随机数的方法执行中，睡眠1s模拟方法调用时候的耗时，把结果放进集合中，最后算到总结果。

public 
  class Count{
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
      long start = System.currentTimeMillis();
           Count count = new Count();
           List<Integer> res = new ArrayList<>();
           res.add(count.random());
           res.add(count.random());
           res.add(count.random());
           res.add(count.random());
           int totle =0;
           for (int i = 0; i < res.size(); i++) {
             totle+=res.get(i);
           }
          long end = System.currentTimeMillis();
           System.out.println("运算结束 耗时："+(end-start)+"ms  totle："+totle );
           System.out.println("退出main线程！");
         }
    int random() throws InterruptedException{
      Thread.sleep(1000); //
      return new Random().nextInt(100);
    }
  }

    结果如下

运算结束 耗时：4000ms  totle：66
退出main线程！

     在传统的编写中是单线程的操作，串行操作，当调用方法count.random()，main线程被阻塞起来，直到睡眠时间到达，自动唤醒main线程。

那么有没有什么办法来减少main主线程的阻塞时间呢？能不能让这几个操作并行进行呢？如果是并行运行带来什么好处呢？

并行带来的好处，可以减少比较多的方法执行时间，如random()方法并行计算，也就是说main线程的阻塞只有1s，阻塞时间减少75%

java为我们提供了多线程机制，利用多线程我们可以实现方法的并行运算，实现多线程的办法，实现Runnable接口重新run，继承Thread 重写run；因为run方法的并没有返回值，我们手动的去创建大量的线程并且维护线程是件很讨厌的事情，并且创建线程也是非常耗费资源的操作，能不能有一个池子来帮我们管理线程呢？有没有一个类能够透明的去进行透明并发的异步操作呢？这个在JDK1.5之前是没有的，在1,5之后出现了一个新包，专门为并发而开发的包，使用并发包中提供的类和接口，将很轻易的实现。并发编程。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.FutureTask;

 public class TestMain {
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
    new  TestMain().exec();
  }
  void exec() throws InterruptedException, ExecutionException{
    //进行异步任务列表
    List<FutureTask<Integer>> futureTasks = new ArrayList<FutureTask<Integer>>();
    //线程池 初始化十个线程 和JDBC连接池是一个意思 实现重用 
    ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
    long start = System.currentTimeMillis();
    //类似与run方法的实现 Callable是一个接口，在call中手写逻辑代码
    Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {
      @Override
      public Integer call() throws Exception {
        Integer res = new Random().nextInt(100);
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("任务执行:获取到结果 :"+res);
        return  res;
      }
    };
    
    for(int i=0;i<10;i++){
      //创建一个异步任务
      FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(callable);
      futureTasks.add(futureTask);
      //提交异步任务到线程池，让线程池管理任务 特爽把。
             //由于是异步并行任务，所以这里并不会阻塞
      executorService.submit(futureTask); 
    }
    
    int count = 0;
       for (FutureTask<Integer> futureTask : futureTasks) {
         //futureTask.get() 得到我们想要的结果 
         //该方法有一个重载get(long timeout, TimeUnit unit) 第一个参数为最大等待时间，第二个为时间的单位
         count+= futureTask.get();
  }
     long end = System.currentTimeMillis();
     System.out.println("线程池的任务全部完成:结果为:"+count+"，main线程关闭，进行线程的清理");
     System.out.println("使用时间："+(end-start)+"ms");
     //清理线程池 
     executorService.shutdown();
    
  }
}

上述情况如果不用异步并行，程序将至少睡眠10s

使用之后的结果

任务执行:获取到结果 :99
任务执行:获取到结果 :78
任务执行:获取到结果 :52
任务执行:获取到结果 :78
任务执行:获取到结果 :97
任务执行:获取到结果 :8
任务执行:获取到结果 :97
任务执行:获取到结果 :3
任务执行:获取到结果 :78
任务执行:获取到结果 :31
线程池的任务全部完成:结果为:621，main线程关闭，进行线程的清理
使用时间：1004ms 

我们试着把线程池的大小减少一半

任务执行:获取到结果 :87
任务执行:获取到结果 :60
任务执行:获取到结果 :13
任务执行:获取到结果 :18
任务执行:获取到结果 :8
任务执行:获取到结果 :86
任务执行:获取到结果 :52
任务执行:获取到结果 :4
任务执行:获取到结果 :23
任务执行:获取到结果 :16
线程池的任务全部完成:结果为:367，main线程关闭，进行线程的清理
使用时间：2017ms

好玩吧 时间延长了一半。