TechCodeview

Java szálkészlet a munkásszálak egy csoportját képviseli, amelyek a munkára várnak, és sokszor újra felhasználják.

Szálkészlet esetén fix méretű szálak csoportja jön létre. A szál kihúz egy szálat a szálkészletből, és feladatot rendel hozzá a szolgáltató. A feladat befejezése után a szál ismét a szálkészletben lesz.

Thread Pool módszerek

newFixedThreadPool(int s): A metódus fix méretű s szálkészletet hoz létre.

newCachedThreadPool(): A metódus létrehoz egy új szálkészletet, amely szükség esetén létrehozza az új szálakat, de továbbra is használja a korábban létrehozott szálakat, amikor azok elérhetőek.

newSingleThreadExecutor(): A metódus új szálat hoz létre.

A Java Thread Pool előnyei

Jobb teljesítmény Időt takarít meg, mert nincs szükség új szál létrehozására.

js többsoros karakterlánc

Valós idejű használat

Servletben és JSP-ben használatos, ahol a tároló szálkészletet hoz létre a kérés feldolgozásához.

Példa a Java Thread Pool-ra

Nézzünk egy egyszerű példát a Java szálkészletre az ExecutorService és az Executors használatával.

Fájl: WorkerThread.java

 import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; class WorkerThread implements Runnable { private String message; public WorkerThread(String s){ this.message=s; } public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+' (Start) message = '+message); processmessage();//call processmessage method that sleeps the thread for 2 seconds System.out.println(Thread.currentThread().getName()+' (End)');//prints thread name } private void processmessage() { try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } 

Fájl: TestThreadPool.java

 public class TestThreadPool { public static void main(String[] args) { ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);//creating a pool of 5 threads for (int i = 0; i <10; i++) { runnable worker="new" workerthread('' + i); executor.execute(worker); calling execute method of executorservice } executor.shutdown(); while (!executor.isterminated()) system.out.println('finished all threads'); < pre> <p> <strong>Output:</strong> </p> <pre>pool-1-thread-1 (Start) message = 0 pool-1-thread-2 (Start) message = 1 pool-1-thread-3 (Start) message = 2 pool-1-thread-5 (Start) message = 4 pool-1-thread-4 (Start) message = 3 pool-1-thread-2 (End) pool-1-thread-2 (Start) message = 5 pool-1-thread-1 (End) pool-1-thread-1 (Start) message = 6 pool-1-thread-3 (End) pool-1-thread-3 (Start) message = 7 pool-1-thread-4 (End) pool-1-thread-4 (Start) message = 8 pool-1-thread-5 (End) pool-1-thread-5 (Start) message = 9 pool-1-thread-2 (End) pool-1-thread-1 (End) pool-1-thread-4 (End) pool-1-thread-3 (End) pool-1-thread-5 (End) Finished all threads </pre> download this example <h2>Thread Pool Example: 2</h2> <p>Let&apos;s see another example of the thread pool.</p> <p> <strong>FileName:</strong> ThreadPoolExample.java</p> <pre> // important import statements import java.util.Date; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.text.SimpleDateFormat; class Tasks implements Runnable { private String taskName; // constructor of the class Tasks public Tasks(String str) { // initializing the field taskName taskName = str; } // Printing the task name and then sleeps for 1 sec // The complete process is getting repeated five times public void run() { try { for (int j = 0; j <= 5; j++) { if (j="=" 0) date dt="new" date(); simpledateformat sdf="new" simpledateformat('hh : mm ss'); prints the initialization time for every task system.out.println('initialization name: '+ taskname + '=" + sdf.format(dt)); } else { Date dt = new Date(); SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(" hh execution system.out.println('time of is complete.'); } catch(interruptedexception ie) ie.printstacktrace(); public class threadpoolexample maximum number threads in thread pool static final int max_th="3;" main method void main(string argvs[]) creating five new tasks runnable rb1="new" tasks('task 1'); rb2="new" 2'); rb3="new" 3'); rb4="new" 4'); rb5="new" 5'); a with size fixed executorservice pl="Executors.newFixedThreadPool(MAX_TH);" passes objects to execute (step 3) pl.execute(rb1); pl.execute(rb2); pl.execute(rb3); pl.execute(rb4); pl.execute(rb5); shutdown pl.shutdown(); < pre> <p> <strong>Output:</strong> </p> <pre> Initialization time for the task name: task 1 = 06 : 13 : 02 Initialization time for the task name: task 2 = 06 : 13 : 02 Initialization time for the task name: task 3 = 06 : 13 : 02 Time of execution for the task name: task 1 = 06 : 13 : 04 Time of execution for the task name: task 2 = 06 : 13 : 04 Time of execution for the task name: task 3 = 06 : 13 : 04 Time of execution for the task name: task 1 = 06 : 13 : 05 Time of execution for the task name: task 2 = 06 : 13 : 05 Time of execution for the task name: task 3 = 06 : 13 : 05 Time of execution for the task name: task 1 = 06 : 13 : 06 Time of execution for the task name: task 2 = 06 : 13 : 06 Time of execution for the task name: task 3 = 06 : 13 : 06 Time of execution for the task name: task 1 = 06 : 13 : 07 Time of execution for the task name: task 2 = 06 : 13 : 07 Time of execution for the task name: task 3 = 06 : 13 : 07 Time of execution for the task name: task 1 = 06 : 13 : 08 Time of execution for the task name: task 2 = 06 : 13 : 08 Time of execution for the task name: task 3 = 06 : 13 : 08 task 2 is complete. Initialization time for the task name: task 4 = 06 : 13 : 09 task 1 is complete. Initialization time for the task name: task 5 = 06 : 13 : 09 task 3 is complete. Time of execution for the task name: task 4 = 06 : 13 : 10 Time of execution for the task name: task 5 = 06 : 13 : 10 Time of execution for the task name: task 4 = 06 : 13 : 11 Time of execution for the task name: task 5 = 06 : 13 : 11 Time of execution for the task name: task 4 = 06 : 13 : 12 Time of execution for the task name: task 5 = 06 : 13 : 12 Time of execution for the task name: task 4 = 06 : 13 : 13 Time of execution for the task name: task 5 = 06 : 13 : 13 Time of execution for the task name: task 4 = 06 : 13 : 14 Time of execution for the task name: task 5 = 06 : 13 : 14 task 4 is complete. task 5 is complete. </pre> <p> <strong>Explanation:</strong> It is evident by looking at the output of the program that tasks 4 and 5 are executed only when the thread has an idle thread. Until then, the extra tasks are put in the queue.</p> <p>The takeaway from the above example is when one wants to execute 50 tasks but is not willing to create 50 threads. In such a case, one can create a pool of 10 threads. Thus, 10 out of 50 tasks are assigned, and the rest are put in the queue. Whenever any thread out of 10 threads becomes idle, it picks up the 11<sup>th </sup>task. The other pending tasks are treated the same way.</p> <h2>Risks involved in Thread Pools</h2> <p>The following are the risk involved in the thread pools.</p> <p> <strong>Deadlock:</strong> It is a known fact that deadlock can come in any program that involves multithreading, and a thread pool introduces another scenario of deadlock. Consider a scenario where all the threads that are executing are waiting for the results from the threads that are blocked and waiting in the queue because of the non-availability of threads for the execution.</p> <p> <strong>Thread Leakage:</strong> Leakage of threads occurs when a thread is being removed from the pool to execute a task but is not returning to it after the completion of the task. For example, when a thread throws the exception and the pool class is not able to catch this exception, then the thread exits and reduces the thread pool size by 1. If the same thing repeats a number of times, then there are fair chances that the pool will become empty, and hence, there are no threads available in the pool for executing other requests.</p> <p> <strong>Resource Thrashing:</strong> A lot of time is wasted in context switching among threads when the size of the thread pool is very large. Whenever there are more threads than the optimal number may cause the starvation problem, and it leads to resource thrashing.</p> <h2>Points to Remember</h2> <p>Do not queue the tasks that are concurrently waiting for the results obtained from the other tasks. It may lead to a deadlock situation, as explained above.</p> <p>Care must be taken whenever threads are used for the operation that is long-lived. It may result in the waiting of thread forever and will finally lead to the leakage of the resource.</p> <p>In the end, the thread pool has to be ended explicitly. If it does not happen, then the program continues to execute, and it never ends. Invoke the shutdown() method on the thread pool to terminate the executor. Note that if someone tries to send another task to the executor after shutdown, it will throw a RejectedExecutionException.</p> <p>One needs to understand the tasks to effectively tune the thread pool. If the given tasks are contrasting, then one should look for pools for executing different varieties of tasks so that one can properly tune them.</p> <p>To reduce the probability of running JVM out of memory, one can control the maximum threads that can run in JVM. The thread pool cannot create new threads after it has reached the maximum limit.</p> <p>A thread pool can use the same used thread if the thread has finished its execution. Thus, the time and resources used for the creation of a new thread are saved.</p> <h2>Tuning the Thread Pool</h2> <p>The accurate size of a thread pool is decided by the number of available processors and the type of tasks the threads have to execute. If a system has the P processors that have only got the computation type processes, then the maximum size of the thread pool of P or P + 1 achieves the maximum efficiency. However, the tasks may have to wait for I/O, and in such a scenario, one has to take into consideration the ratio of the waiting time (W) and the service time (S) for the request; resulting in the maximum size of the pool P * (1 + W / S) for the maximum efficiency.</p> <h2>Conclusion</h2> <p>A thread pool is a very handy tool for organizing applications, especially on the server-side. Concept-wise, a thread pool is very easy to comprehend. However, one may have to look at a lot of issues when dealing with a thread pool. It is because the thread pool comes with some risks involved it (risks are discussed above).</p> <hr></=></pre></10;>

Példa a szálkészletre: 2

Lássunk egy másik példát a szálkészletre.

leértékelési kép

Fájl név: ThreadPoolExample.java

 // important import statements import java.util.Date; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.text.SimpleDateFormat; class Tasks implements Runnable { private String taskName; // constructor of the class Tasks public Tasks(String str) { // initializing the field taskName taskName = str; } // Printing the task name and then sleeps for 1 sec // The complete process is getting repeated five times public void run() { try { for (int j = 0; j <= 5; j++) { if (j="=" 0) date dt="new" date(); simpledateformat sdf="new" simpledateformat(\'hh : mm ss\'); prints the initialization time for every task system.out.println(\'initialization name: \'+ taskname + \'=" + sdf.format(dt)); } else { Date dt = new Date(); SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(" hh execution system.out.println(\'time of is complete.\'); } catch(interruptedexception ie) ie.printstacktrace(); public class threadpoolexample maximum number threads in thread pool static final int max_th="3;" main method void main(string argvs[]) creating five new tasks runnable rb1="new" tasks(\'task 1\'); rb2="new" 2\'); rb3="new" 3\'); rb4="new" 4\'); rb5="new" 5\'); a with size fixed executorservice pl="Executors.newFixedThreadPool(MAX_TH);" passes objects to execute (step 3) pl.execute(rb1); pl.execute(rb2); pl.execute(rb3); pl.execute(rb4); pl.execute(rb5); shutdown pl.shutdown(); < pre> <p> <strong>Output:</strong> </p> <pre> Initialization time for the task name: task 1 = 06 : 13 : 02 Initialization time for the task name: task 2 = 06 : 13 : 02 Initialization time for the task name: task 3 = 06 : 13 : 02 Time of execution for the task name: task 1 = 06 : 13 : 04 Time of execution for the task name: task 2 = 06 : 13 : 04 Time of execution for the task name: task 3 = 06 : 13 : 04 Time of execution for the task name: task 1 = 06 : 13 : 05 Time of execution for the task name: task 2 = 06 : 13 : 05 Time of execution for the task name: task 3 = 06 : 13 : 05 Time of execution for the task name: task 1 = 06 : 13 : 06 Time of execution for the task name: task 2 = 06 : 13 : 06 Time of execution for the task name: task 3 = 06 : 13 : 06 Time of execution for the task name: task 1 = 06 : 13 : 07 Time of execution for the task name: task 2 = 06 : 13 : 07 Time of execution for the task name: task 3 = 06 : 13 : 07 Time of execution for the task name: task 1 = 06 : 13 : 08 Time of execution for the task name: task 2 = 06 : 13 : 08 Time of execution for the task name: task 3 = 06 : 13 : 08 task 2 is complete. Initialization time for the task name: task 4 = 06 : 13 : 09 task 1 is complete. Initialization time for the task name: task 5 = 06 : 13 : 09 task 3 is complete. Time of execution for the task name: task 4 = 06 : 13 : 10 Time of execution for the task name: task 5 = 06 : 13 : 10 Time of execution for the task name: task 4 = 06 : 13 : 11 Time of execution for the task name: task 5 = 06 : 13 : 11 Time of execution for the task name: task 4 = 06 : 13 : 12 Time of execution for the task name: task 5 = 06 : 13 : 12 Time of execution for the task name: task 4 = 06 : 13 : 13 Time of execution for the task name: task 5 = 06 : 13 : 13 Time of execution for the task name: task 4 = 06 : 13 : 14 Time of execution for the task name: task 5 = 06 : 13 : 14 task 4 is complete. task 5 is complete. </pre> <p> <strong>Explanation:</strong> It is evident by looking at the output of the program that tasks 4 and 5 are executed only when the thread has an idle thread. Until then, the extra tasks are put in the queue.</p> <p>The takeaway from the above example is when one wants to execute 50 tasks but is not willing to create 50 threads. In such a case, one can create a pool of 10 threads. Thus, 10 out of 50 tasks are assigned, and the rest are put in the queue. Whenever any thread out of 10 threads becomes idle, it picks up the 11<sup>th </sup>task. The other pending tasks are treated the same way.</p> <h2>Risks involved in Thread Pools</h2> <p>The following are the risk involved in the thread pools.</p> <p> <strong>Deadlock:</strong> It is a known fact that deadlock can come in any program that involves multithreading, and a thread pool introduces another scenario of deadlock. Consider a scenario where all the threads that are executing are waiting for the results from the threads that are blocked and waiting in the queue because of the non-availability of threads for the execution.</p> <p> <strong>Thread Leakage:</strong> Leakage of threads occurs when a thread is being removed from the pool to execute a task but is not returning to it after the completion of the task. For example, when a thread throws the exception and the pool class is not able to catch this exception, then the thread exits and reduces the thread pool size by 1. If the same thing repeats a number of times, then there are fair chances that the pool will become empty, and hence, there are no threads available in the pool for executing other requests.</p> <p> <strong>Resource Thrashing:</strong> A lot of time is wasted in context switching among threads when the size of the thread pool is very large. Whenever there are more threads than the optimal number may cause the starvation problem, and it leads to resource thrashing.</p> <h2>Points to Remember</h2> <p>Do not queue the tasks that are concurrently waiting for the results obtained from the other tasks. It may lead to a deadlock situation, as explained above.</p> <p>Care must be taken whenever threads are used for the operation that is long-lived. It may result in the waiting of thread forever and will finally lead to the leakage of the resource.</p> <p>In the end, the thread pool has to be ended explicitly. If it does not happen, then the program continues to execute, and it never ends. Invoke the shutdown() method on the thread pool to terminate the executor. Note that if someone tries to send another task to the executor after shutdown, it will throw a RejectedExecutionException.</p> <p>One needs to understand the tasks to effectively tune the thread pool. If the given tasks are contrasting, then one should look for pools for executing different varieties of tasks so that one can properly tune them.</p> <p>To reduce the probability of running JVM out of memory, one can control the maximum threads that can run in JVM. The thread pool cannot create new threads after it has reached the maximum limit.</p> <p>A thread pool can use the same used thread if the thread has finished its execution. Thus, the time and resources used for the creation of a new thread are saved.</p> <h2>Tuning the Thread Pool</h2> <p>The accurate size of a thread pool is decided by the number of available processors and the type of tasks the threads have to execute. If a system has the P processors that have only got the computation type processes, then the maximum size of the thread pool of P or P + 1 achieves the maximum efficiency. However, the tasks may have to wait for I/O, and in such a scenario, one has to take into consideration the ratio of the waiting time (W) and the service time (S) for the request; resulting in the maximum size of the pool P * (1 + W / S) for the maximum efficiency.</p> <h2>Conclusion</h2> <p>A thread pool is a very handy tool for organizing applications, especially on the server-side. Concept-wise, a thread pool is very easy to comprehend. However, one may have to look at a lot of issues when dealing with a thread pool. It is because the thread pool comes with some risks involved it (risks are discussed above).</p> <hr></=>

Magyarázat: A program kimenetét tekintve nyilvánvaló, hogy a 4. és 5. feladatok csak akkor hajtódnak végre, ha a szálnak van egy tétlen szála. Addig a plusz feladatok sorra kerülnek.

A fenti példából az következik, amikor valaki 50 feladatot akar végrehajtani, de nem hajlandó 50 szálat létrehozni. Ilyen esetben létrehozhatunk egy 10 szálból álló készletet. Így 50 feladatból 10 ki van osztva, a többi pedig sorra kerül. Amikor a 10 szál közül bármelyik szál tétlenné válik, felveszi a 11-et^thfeladat. A többi függőben lévő feladatot ugyanúgy kezeljük.

A szálkészletekkel kapcsolatos kockázatok

Az alábbiak a szálkészletekkel járó kockázatok.

Holtpont: Köztudott tény, hogy a holtpont minden olyan programban előfordulhat, amely többszálat tartalmaz, és a szálkészlet a holtpont egy másik forgatókönyvét vezeti be. Vegyünk egy olyan forgatókönyvet, amelyben az összes futó szál a blokkolt szálak eredményeire vár, és a sorban várakoznak, mivel a szálak nem állnak rendelkezésre a végrehajtáshoz.

cpp egyenlő

Szálszivárgás: Szálak szivárgása akkor fordul elő, ha egy szálat eltávolítanak a készletből egy feladat végrehajtása érdekében, de a feladat befejezése után nem tér vissza hozzá. Például, ha egy szál kivételt dob, és a pool osztály nem tudja elkapni ezt a kivételt, akkor a szál kilép, és 1-gyel csökkenti a szálkészlet méretét. Ha ugyanaz a dolog többször megismétlődik, akkor jó esély van rá, hogy a készlet üres lesz, és ezért nem állnak rendelkezésre szálak a készletben egyéb kérések végrehajtásához.

Resource Thrashing: Sok időt veszítenek el a szálak közötti kontextusváltással, ha a szálkészlet mérete nagyon nagy. Ha több szál van, mint az optimális szám, az éhezési problémát okozhat, és ez az erőforrások felveréséhez vezet.

Emlékeztető pontok

Ne állítsa sorba azokat a feladatokat, amelyek egyidejűleg a többi feladat eredményére várnak. Ez holtponthoz vezethet, amint azt fentebb kifejtettük.

állíts be javát

Óvatosan kell eljárni, ha szálakat használnak a hosszú élettartamú művelethez. Ez a szál örökkévaló várakozását eredményezheti, és végül az erőforrás kiszivárgásához vezethet.

Végül a szálkészletet kifejezetten be kell fejezni. Ha ez nem történik meg, akkor a program továbbra is fut, és soha nem ér véget. A végrehajtó leállításához hívja meg a shutdown() metódust a szálkészleten. Ne feledje, hogy ha valaki megpróbál egy másik feladatot küldeni a végrehajtónak a leállítás után, az RejectedExecutionException-t fog dobni.

A szálkészlet hatékony hangolásához meg kell érteni a feladatokat. Ha az adott feladatok kontrasztosak, akkor érdemes medencéket keresni a különböző típusú feladatok végrehajtásához, hogy azokat megfelelően hangolhassuk.

A JVM memóriafogyásának valószínűségének csökkentése érdekében szabályozható a JVM-ben futtatható maximális szálak száma. A szálkészlet nem tud új szálakat létrehozni, miután elérte a maximális korlátot.

Egy szálkészlet használhatja ugyanazt a használt szálat, ha a szál befejezte a végrehajtást. Így az új szál létrehozásához felhasznált idő és erőforrások megtakaríthatók.

A szálkészlet hangolása

A szálkészlet pontos méretét a rendelkezésre álló processzorok száma és a szálaknak végrehajtandó feladatok típusa határozza meg. Ha egy rendszerben olyan P processzorok vannak, amelyekben csak a számítási típusú folyamatok vannak, akkor a P vagy P + 1 szálkészlet maximális mérete éri el a maximális hatékonyságot. Előfordulhat azonban, hogy a feladatoknak várniuk kell az I/O-ra, és ilyen esetben figyelembe kell venni a várakozási idő (W) és a szolgáltatási idő (S) arányát a kérésre; így a medence maximális mérete P * (1 + W / S) a maximális hatékonyság érdekében.

Következtetés

A szálkészlet nagyon praktikus eszköz az alkalmazások szervezéséhez, különösen a szerver oldalon. Fogalmi szempontból a szálkészletet nagyon könnyű megérteni. Előfordulhat azonban, hogy sok kérdést meg kell vizsgálni a szálkészlet kezelésekor. Ez azért van, mert a szálkészlet bizonyos kockázatokkal jár (a kockázatokat fentebb tárgyaltuk).