多執行緒下的設計模式之Master-Worker模式
該模式可以簡單理解為:首先client將任務交給Master,Master中使用一個併發集合類來承載所有任務,使用一個集合去承載所有的Worker物件,並且有一個併發集合類來承載每一個Worker併發處理任務的結果集;每一個Worker是一個工作執行緒,所以首先要實現Runnable介面,每一個Worker物件還有Master中承載任務集合的引用來獲取任務,每一個Worker物件有一個Master中承載結果集的引用,使得工作執行緒執行完畢後將結果放到結果集中,三者之間的的關係如下所示:
程式碼實現如下:
Task任務類
Master類
package masterworker;
import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;
public class Master { //1.承裝任務的集合 private ConcurrentLinkedQueue<Task> workQueue = new ConcurrentLinkedQueue<>(); //2. 使用HaskMap承裝worker物件 private HashMap<String,Thread> workers = new HashMap<>(); //3.結果集 private ConcurrentHashMap<String, Object> resultMap = new ConcurrentHashMap<>(); //4.構造 public Master(Worker worker, int workerCount){ for (int i = 0; i < workerCount; i++) { //每一個worker物件都需要有master引用 worker.setWorkerQueue(this.workQueue); worker.setResultMap(this.resultMap); //key表示worker名,value表示執行緒執行物件 workers.put("子節點"+Integer.toString(i), new Thread(worker)); } } //5.提交方法 public void submit(Task task){ this.workQueue.add(task); } //6.執行方法 啟動應用程式,讓所有worker工作 public void execute(){ for(Map.Entry<String, Thread> me : workers.entrySet()){ me.getValue().start(); } } //7. 判斷是否執行完畢 public boolean isComplete(){ for(Map.Entry<String,Thread> me : workers.entrySet()){ if(me.getValue().getState() != Thread.State.TERMINATED){ return false; } } return true; } //8.返回結果集資料 public int getResult(){ int ret = 0; for(Map.Entry<String, Object> me: resultMap.entrySet()){ ret += (Integer) me.getValue(); } return ret; } }
Worker類
package masterworker;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;
public class Worker implements Runnable{ private ConcurrentLinkedQueue<Task> workQueue; private ConcurrentHashMap<String, Object> resultMap; public void setWorkerQueue(ConcurrentLinkedQueue<Task> workQueue) { this.workQueue = workQueue; }
public void setResultMap(ConcurrentHashMap<String, Object> resultMap) { this.resultMap = resultMap; } @Override public void run() { while(true){ Task input = this.workQueue.poll(); if(input == null){ break; } //真正做業務處理 Object output = handle(input); this.resultMap.put(Integer.toString(input.getId()), output); } } private Object handle(Task input){ Object output = null; try { //表示處理task任務耗時,資料加工,操作資料庫等 Thread.sleep(500); output = input.getPrice(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return output; } }
測試類Main
public class Main { public static void main(String[] args) { Master master = new Master(new Worker(), 10); Random r = new Random(); for (int i = 0; i < 100; i++) { Task t = new Task(); t.setId(i); t.setName("任務" + i); t.setPrice(r.nextInt(1000));
master.submit(t); } master.execute(); long start = System.currentTimeMillis(); while(true){ if(master.isComplete()){ long end = System.currentTimeMillis() - start; int ret = master.getResult(); System.out.println("最終結果: "+ret +",執行耗時:" +end); break; } } }
}