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新來個阿里P7，僅花2小時，做出一個多線程永動任務(wù)，看完直接跪了

大家好，我是樓仔！

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今天教大家做一個 Java 的多線程永動任務(wù)，這個示例的原型是公司自研的多線程異步任務(wù)項目，我把里面涉及到多線程的代碼抽離出來，然后進行一定的改造。

里面涉及的知識點非常多，特別適合有一定工作經(jīng)驗的同學學習，或者可以直接拿到項目中使用。

文章結(jié)構(gòu)非常簡單：

1. 功能說明

做這個多線程異步任務(wù)，主要是因為我們有很多永動的異步任務(wù)，什么是永動呢？就是任務(wù)跑起來后，需要一直跑下去。

比如消息 Push 任務(wù)，因為一直有消息過來，所以需要一直去消費 DB 中的未推送消息，就需要整一個 Push 的永動異步任務(wù)。

我們的需求其實不難，簡單總結(jié)一下：

能同時執(zhí)行多個永動的異步任務(wù)；
每個異步任務(wù)，支持開多個線程去消費這個任務(wù)的數(shù)據(jù)；
支持永動異步任務(wù)的優(yōu)雅關(guān)閉，即關(guān)閉后，需要把所有的數(shù)據(jù)消費完畢后，再關(guān)閉。

完成上面的需求，需要注意幾個點：

每個永動任務(wù)，可以開一個線程去執(zhí)行；
每個子任務(wù)，因為需要支持并發(fā)，需要用線程池控制；
永動任務(wù)的關(guān)閉，需要通知子任務(wù)的并發(fā)線程，并支持永動任務(wù)和并發(fā)子任務(wù)的優(yōu)雅關(guān)閉。

2. 多線程任務(wù)示例

2.1 線程池

對于子任務(wù)，需要支持并發(fā)，如果每個并發(fā)都開一個線程，用完就關(guān)閉，對資源消耗太大，所以引入線程池：

public class TaskProcessUtil {
    
    private static Map executors = new ConcurrentHashMap<>();

    
    private static ExecutorService init(String poolName, int poolSize) {
        return new ThreadPoolExecutor(poolSize, poolSize,
                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue(),
                new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("Pool-" + poolName).setDaemon(false).build(),
                new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
    }

    
    public static ExecutorService getOrInitExecutors(String poolName,int poolSize) {
        ExecutorService executorService = executors.get(poolName);
        if (null == executorService) {
            synchronized (TaskProcessUtil.class) {
                executorService = executors.get(poolName);
                if (null == executorService) {
                    executorService = init(poolName, poolSize);
                    executors.put(poolName, executorService);
                }
            }
        }
        return executorService;
    }

    
    public static void releaseExecutors(String poolName) {
        ExecutorService executorService = executors.remove(poolName);
        if (executorService != null) {
            executorService.shutdown();
        }
    }
}

這是一個線程池的工具類，這里初始化線程池和回收線程資源很簡單，我們主要討論獲取線程池。

獲取線程池可能會存在并發(fā)情況，所以需要加一個 synchronized 鎖，然后鎖住后，需要對 executorService 進行二次判空校驗。

2.2 單個任務(wù)

為了更好講解單個任務(wù)的實現(xiàn)方式，我們的任務(wù)主要就是把 Cat 的數(shù)據(jù)打印出來，Cat 定義如下：

@Data
@Service
public class Cat {
    private String catName;
    public Cat setCatName(String name) {
        this.catName = name;
        return this;
    }
}

單個任務(wù)主要包括以下功能：

獲取永動任務(wù)數(shù)據(jù)：這里一般都是掃描 DB，我直接就簡單用 queryData() 代替。

多線程執(zhí)行任務(wù)：需要把數(shù)據(jù)拆分成 4 份，然后分別由多線程并發(fā)執(zhí)行，這里可以通過線程池支持；

永動任務(wù)優(yōu)雅停機：當外面通知任務(wù)需要停機，需要執(zhí)行完剩余任務(wù)數(shù)據(jù)，并回收線程資源，退出任務(wù)；

永動執(zhí)行：如果未收到停機命令，任務(wù)需要一直執(zhí)行下去。

直接看代碼：

public class ChildTask {

    private final int POOL_SIZE = 3; 
    private final int SPLIT_SIZE = 4; 
    private String taskName;

    
    protected volatile boolean terminal = false;

    public ChildTask(String taskName) {
        this.taskName = taskName;
    }

    
    public void doExecute() {
        int i = 0;
        while(true) {
            System.out.println(taskName + ":Cycle-" + i + "-Begin");
            
            List datas = queryData();
            
            taskExecute(datas);
            System.out.println(taskName + ":Cycle-" + i + "-End");
            if (terminal) {
                
                break;
            }
            i++;
        }
        
        TaskProcessUtil.releaseExecutors(taskName);
    }

    
    public void terminal() {
        
        terminal = true;
        System.out.println(taskName + " shut down");
    }

    
    private void doProcessData(List datas, CountDownLatch latch) {
        try {
            for (Cat cat : datas) {
                System.out.println(taskName + ":" + cat.toString() + ",ThreadName:" + Thread.currentThread().getName());
                Thread.sleep(1000L);
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getStackTrace());
        } finally {
            if (latch != null) {
                latch.countDown();
            }
        }
    }

    
    private void taskExecute(List sourceDatas) {
        if (CollectionUtils.isEmpty(sourceDatas)) {
            return;
        }
        
        List> splitDatas = Lists.partition(sourceDatas, SPLIT_SIZE);
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(splitDatas.size());

        
        for (final List datas : splitDatas) {
            ExecutorService executorService = TaskProcessUtil.getOrInitExecutors(taskName, POOL_SIZE);
            executorService.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    doProcessData(datas, latch);
                }
            });
        }

        try {
            latch.await();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getStackTrace());
        }
    }

    
    private List queryData() {
        List datas = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 5; i ++) {
            datas.add(new Cat().setCatName("羅小黑" + i));
        }
        return datas;
    }
}

簡單解釋一下：

queryData：用于獲取數(shù)據(jù)，實際應(yīng)用中其實是需要把 queryData 定為抽象方法，然后由各個任務(wù)實現(xiàn)自己的方法。
doProcessData：數(shù)據(jù)處理邏輯，實際應(yīng)用中其實是需要把 doProcessData 定為抽象方法，然后由各個任務(wù)實現(xiàn)自己的方法。
taskExecute：將數(shù)據(jù)拆分成 4 份，獲取該任務(wù)的線程池，并交給線程池并發(fā)執(zhí)行，然后通過 latch.await() 阻塞。當這 4 份數(shù)據(jù)都執(zhí)行成功后，阻塞結(jié)束，該方法才返回。
terminal：僅用于接受停機命令，這里該變量定義為 volatile，所以多線程內(nèi)存可見；

doExecute：程序執(zhí)行入口，封裝了每個任務(wù)執(zhí)行的流程，當 terminal=true 時，先執(zhí)行完任務(wù)數(shù)據(jù)，然后回收線程池，最后退出。

2.3 任務(wù)入口

直接上代碼：

public class LoopTask {
    private List childTasks;
    public void initLoopTask() {
        childTasks = new ArrayList();
        childTasks.add(new ChildTask("childTask1"));
        childTasks.add(new ChildTask("childTask2"));
        for (final ChildTask childTask : childTasks) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    childTask.doExecute();
                }
            }).start();
        }
    }
    public void shutdownLoopTask() {
        if (!CollectionUtils.isEmpty(childTasks)) {
            for (ChildTask childTask : childTasks) {
                childTask.terminal();
            }
        }
    }
    public static void main(String args[]) throws Exception{
        LoopTask loopTask = new LoopTask();
        loopTask.initLoopTask();
        Thread.sleep(5000L);
        loopTask.shutdownLoopTask();
    }
}

每個任務(wù)都開一個單獨的 Thread，這里我初始化了 2 個永動任務(wù)，分別為 childTask1 和 childTask2，然后分別執(zhí)行，后面 Sleep 了 5 秒后，再關(guān)閉任務(wù)，我們可以看看是否可以按照我們的預期優(yōu)雅退出。

2.4 結(jié)果分析

執(zhí)行結(jié)果如下：

childTask1:Cycle-0-Begin
childTask2:Cycle-0-Begin
childTask1:Cat(catName=羅小黑0),ThreadName:Pool-childTask1
childTask1:Cat(catName=羅小黑4),ThreadName:Pool-childTask1
childTask2:Cat(catName=羅小黑4),ThreadName:Pool-childTask2
childTask2:Cat(catName=羅小黑0),ThreadName:Pool-childTask2
childTask1:Cat(catName=羅小黑1),ThreadName:Pool-childTask1
childTask2:Cat(catName=羅小黑1),ThreadName:Pool-childTask2
childTask2:Cat(catName=羅小黑2),ThreadName:Pool-childTask2
childTask1:Cat(catName=羅小黑2),ThreadName:Pool-childTask1
childTask2:Cat(catName=羅小黑3),ThreadName:Pool-childTask2
childTask1:Cat(catName=羅小黑3),ThreadName:Pool-childTask1
childTask2:Cycle-0-End
childTask2:Cycle-1-Begin
childTask1:Cycle-0-End
childTask1:Cycle-1-Begin
childTask2:Cat(catName=羅小黑0),ThreadName:Pool-childTask2
childTask2:Cat(catName=羅小黑4),ThreadName:Pool-childTask2
childTask1:Cat(catName=羅小黑4),ThreadName:Pool-childTask1
childTask1:Cat(catName=羅小黑0),ThreadName:Pool-childTask1
childTask1 shut down
childTask2 shut down
childTask2:Cat(catName=羅小黑1),ThreadName:Pool-childTask2
childTask1:Cat(catName=羅小黑1),ThreadName:Pool-childTask1
childTask1:Cat(catName=羅小黑2),ThreadName:Pool-childTask1
childTask2:Cat(catName=羅小黑2),ThreadName:Pool-childTask2
childTask1:Cat(catName=羅小黑3),ThreadName:Pool-childTask1
childTask2:Cat(catName=羅小黑3),ThreadName:Pool-childTask2
childTask1:Cycle-1-End
childTask2:Cycle-1-End

輸出數(shù)據(jù)：

“Pool-childTask” 是線程池名稱；
“childTask” 是任務(wù)名稱；
“Cat(catName=羅小黑)” 是執(zhí)行的結(jié)果；
“childTask shut down” 是關(guān)閉標記；
“childTask:Cycle-X-Begin” 和“childTask:Cycle-X-End” 是每一輪循環(huán)的開始和結(jié)束標記。

我們分析一下執(zhí)行結(jié)果：

childTask1 和 childTask2 分別執(zhí)行，在第一輪循環(huán)中都正常輸出了 5 條羅小黑數(shù)據(jù)；
第二輪執(zhí)行過程中，我啟動了關(guān)閉指令，這次第二輪執(zhí)行沒有直接停止，而是先執(zhí)行完任務(wù)中的數(shù)據(jù)，再執(zhí)行退出，所以完全符合我們的優(yōu)雅退出結(jié)論。

2.5 源碼地址

GitHub 地址：

https://github.com/lml200701158/java-study/tree/master/src/main/java/com/java/parallel/pool/ofc

3. 寫在最后

對于這個經(jīng)典的線程池使用示例，原項目是我好友一灰寫的，技術(shù)水平對標阿里 P7，實現(xiàn)得也非常優(yōu)雅，涉及的知識點非常多，非常值得大家學習。

文章名稱：新來個阿里P7，僅花2小時，做出一個多線程永動任務(wù)，看完直接跪了
文章位置：http://fisionsoft.com.cn/article/dpocohs.html