Java语言深入 多线程程序模型研究

   class Scanner implements Runnable{
    String host;    
    int port;
        
    Scanner(String host, int port){
        this.host = host;
        this.port = port;
    }
        
    public void run(){
        Socket s = null;
        try{
            s = new Socket(InetAddress.getByName(host),port);
            System.out.println("The port of " + port + " is opened.");
        }catch(IOException ex){
        }finally{
            try{
                if(s != null) s.close();
            }catch(IOException e){
            }
        }
    }
}
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    PortScannerByThreadPool是主程序类，处理输入的4个参数（和第3个程序是一样的）：主机名、开始端口、结束端口和线程数。Scanner类定义了真正的”任务“。在PortScannerByThreadPool中通过new ThreadPool(nThreads)创建ThreadPool对象，然后在for循环中通过new Scanner(host,i)创建”任务“对象，再通过tp.execute(ps)把”任务“对象添加到”池“中。

    读者可以编译运行第4个程序，得出的结果和前面的是一样的。但是第4和第3个程序之间最大的差别就是：第4个程序会一直运行下去，不会自动结束。在第3个程序中存在一个isFinished()方法，可以用来判断任务是否处理完毕，而第4个程序中没有这样做。请读者自己思考这个问题。

    在第3和第4个程序中，我们可以概括出多线程的模型。第3个程序的线程”池“里装的要处理的对象，第4个程序的线程”池“里装的是”工人“，还需要通过定义”任务“并给把它”派工“给”工人“。我个人比较偏好后者的线程池模型，虽然类的个数多了几个，但逻辑很清晰。不管怎样，第3和第4个程序中关键的部分都大同小异，就是2个synchronized程序块中的内容，如下（第4个程序中的）：
synchronized(queue) {
    queue.addLast(r);
    queue.notifyAll();
}
和
synchronized(queue) {
    while (queue.isEmpty()) {
        try{
            queue.wait();
        }catch (InterruptedException ignored){
        }
    }

    r = (Runnable) queue.removeFirst();
}

    一般拿synchronized用来定义方法或程序块，这样可以在多线程同时访问的情况下，保证在一个时刻只能有一个线程对这部分内容进行访问，避免了数据出错。在第3个程序中通过List entries = Collections.synchronizedList(new LinkedList())来定义”池“，在第4个程序中直接用LinkedList queue，都差不多，只是Collections.synchronizedList()可以保证”池“的同步，其实”池“里的内容访问都是在synchronized定义的程序块中，所以不用Collections.synchronizedList()也是可以的。

    wait()和notifyAll()是很重要的，而且这2个方法是Object基类的方法，所以任何一个类都是可以使用的。这里说明一个可能产生混淆的问题：queue.wait()并不是说queue对象需要进行等待，而是说queue.wait()所在的线程需要进行等待，并且释放对queue的锁，把对queue的访问权交给别的线程。如果读者对这2个方法难以理解，建议参考JDK的文档说明。

    好了，通过以上4个例子的理解，读者应该能对多线程的程序设计有了一定的理解。第3和第4个程序对应线程模型是非常重要的，可以说是多线程程序设计过程中不可或缺的内容。

    如果读者对以上的内容有任何疑问，可以和我联系，qianh@cntmi.com 版权所有，严禁转载

参考资料：
1、《Java Networking Programming, 3rd》written by Elliotte Rusty Harold, Published by O'Reilly,2004  
2、“Thread pools and work queues” written by Brian Goetz, Principal Consultant, Quiotix Corp. 查看本文来源