java多线程（2）---基于ExecutorService的socket通信线程池

了解线程池       

        socket通信，如果服务器端采用的实现方式是：一个客户端对应一个线程。那么，每个新线程都会消耗系统资源：创建一个线程会占用CPU周期，而且每个线程都会建立自己的数据结构（如，栈），也要消耗系统内存，另外，当一个线程阻塞时，JVM将保存其状态，选择另外一个线程运行，并在上下文转换（context switch）时恢复阻塞线程的状态。随着线程数的增加，线程将消耗越来越多的系统资源，这将最终导致系统花费更多的时间来处理上下文转换盒线程管理，更少的时间来对连接进行服务。在这种情况下，加入一个额外的线程实际上可能增加客户端总服务的时间。

       我们可以通过限制线程总数并重复使用线程来避免这个问题。

       我们让服务器在启动时创建一个由固定线程数量组成的线程池。当一个新的客户端连接请求传入服务器，它将交给线程池中的一个线程处理，它首先会尝试使用已有的线程，但如果有必要，它会创建一个新的线程来处理任务。该线程处理完这个客户端之后，又返回线程池，继续等待下一次请求。如果连接请求到达服务器时，线程池中所有的线程都已经被占用，它们则在一个队列中等待，直到有空闲的线程可用。

实现步骤 

      1、与一客户一线程服务器一样，线程池服务器首先创建一个ServerSocket实例。

      2、然后创建N个线程，每个线程反复循环，从（共享的）ServerSocket实例接收客户端连接。当多个线程同时调用一个ServerSocket实例的accept（）方法时，它们都将阻塞等待，直到一个新的连接成功建立，然后系统选择一个线程，为建立起的连接提供服务，其他线程则继续阻塞等待。

      3、线程在完成对一个客户端的服务后，继续等待其他的连接请求，而不终止。如果在一个客户端连接被创建时，没有线程在accept（）方法上阻塞（即所有的线程都在为其他连接服务），系统则将新的连接排列在一个队列中，直到下一次调用accept（）方法。

socket通信线程池案例实现：

     我们依然实现http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/14105457这篇博客中的功能，客户端代码相同，服务器端代码在其基础上改为基于ExecutorService线程池的实现，如下：

目录结构：

1.服务端 

（1）业务逻辑代码：接收客户端消息，并返回给客户端

package socketPool;import java.io.BufferedReader;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PrintStream;import java.net.Socket;/** * 该类为多线程类，用于服务端 */public class ServerThread implements Runnable {    private Socket client = null;    public ServerThread(Socket client){        this.client = client;    }        //处理通信细节的静态方法，这里主要是方便线程池服务器的调用    public static void execute(Socket client){        try{            //获取Socket的输出流，用来向客户端发送数据             PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());            //获取Socket的输入流，用来接收从客户端发送过来的数据            BufferedReader buf = new BufferedReader( new InputStreamReader(client.getInputStream()));            boolean flag = true;            while( flag){                //接收从客户端发送过来的数据                 String str =  buf.readLine();                if( str == null || "".equals( str)){                    flag = false;                } else{                    if( "bye".equals( str)){                        flag = false;                    } else{                        //将接收到的字符串前面加上echo，发送到对应的客户端                         out.println( "服务端返回:" + str);                    }                }            }            out.close();            buf.close();            client.close();        }catch(Exception e){            e.printStackTrace();        }    }    @Override    public void run() {        execute(client );    }}

（2）服务端线程池代码：

package socketPool;import java.io.IOException;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.concurrent.Executor;import java.util.concurrent.Executors;/** * 该类通过Executor接口实现服务器 */public class ServerExecutor {    public static void main(String[] args) throws IOException{        //服务端在20006端口监听客户端请求的TCP连接        ServerSocket server = new ServerSocket(20006);        Socket client = null;        //通过调用Executors类的静态方法，创建一个ExecutorService实例        //ExecutorService接口是Executor接口的子接口          //Executor servicePool = Executors.newCachedThreadPool();          Executor servicePool = Executors.newFixedThreadPool(3);//容纳三个线程的线程池，每提交一个任务就创建一个线程，当达到最大长度，线程池的长度不再变化。        boolean f = true;        while(f){            //等待客户端的连接            client = server.accept();            System. out.println( "与客户端连接成功！" );            //调用execute()方法时，如果必要，会创建一个新的线程来处理任务，但它首先会尝试使用已有的线程，            //如果一个线程空闲60秒以上，则将其移除线程池；            //另外，任务是在Executor的内部排队，而不是在网络中排队            servicePool.execute( new ServerThread( client));        }        server.close();    }}

       Java提供了大量的内置Executor接口实现，它们都可以简单方便地使用，ExecutorService接口继承于Executor接口，它提供了一个更高级的工具来关闭服务器，包括正常的关闭和突然的关闭。我们可以通过调用Executors类的各种静态工厂方法来获取ExecutorService实例，而后通过调用execute（）方法来为需要处理的任务分配线程，它首先会尝试使用已有的线程，但如果有必要，它会创建一个新的线程来处理任务，另外，如果一个线程空闲了60秒以上，则将其移出线程池，而且任务是在Executor的内部排队，而不像之前的服务器那样是在网络系统中排队，因此，这个策略几乎总是比前面两种方式实现的TCP服务器效率要高。

2.客户端：

package socketPool;import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.io.PrintStream; import java.net.Socket; import java.net.SocketTimeoutException;  public class Client1 {     public static void main(String[] args) throws IOException {         //客户端请求与本机在20006端口建立TCP连接          Socket client = new Socket( "127.0.0.1", 20006);         client.setSoTimeout(10000);         //获取键盘输入          BufferedReader input = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in ));         //获取Socket的输出流，用来发送数据到服务端           PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());         //获取Socket的输入流，用来接收从服务端发送过来的数据           BufferedReader buf =  new BufferedReader( new InputStreamReader(client.getInputStream()));         boolean flag = true;         while(flag){             System. out.print( "客户端，输入信息：" );             String str = input.readLine();             //发送数据到服务端               out.println( str);             if( "bye".equals( str)){                 flag = false;             } else{                 try{                     //从服务器端接收数据有个时间限制（系统自设，也可以自己设置），超过了这个时间，便会抛出该异常                     String echo = buf.readLine();                     System. out.println( echo);                 } catch(SocketTimeoutException e){                     System. out.println( "Time out, No response");                 }             }         }         input.close();         if(client != null){             //如果构造函数建立起了连接，则关闭套接字，如果没有建立起连接，自然不用关闭             client.close(); //只关闭socket，其关联的输入输出流也会被关闭         }     } }

执行结果：

参考：

http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/14105457

http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/14105457