测试并发应用（四）监控Fork/Join池

声明：本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第八章， 作者： Javier Fernández González 译者：郑玉婷

监控Fork/Join池

Executor 框架提供了线程的创建和管理，来实现任务的执行机制。Java 7 包括了一个 Executor 框架的延伸为了一种特别的问题而使用的，将比其他解决方案的表现有所提升(可以直接使用 Thread 对象或者 Executor 框架)。它是 Fork/Join 框架。

此框架是为了解决可以使用 divide 和 conquer 技术，使用 fork() 和 join() 操作把任务分成小块的问题而设计的。主要的类实现这个行为的是 ForkJoinPool 类。

在这个指南，你将学习从ForkJoinPool类可以获取的信息和如何获取这些信息。

准备

指南中的例子是使用Eclipse IDE 来实现的。如果你使用Eclipse 或者其他的IDE，例如NetBeans, 打开并创建一个新的java任务。

怎么做呢…

按照这些步骤来实现下面的例子：

//1.   创建一个类，名为 Task， 扩展 RecursiveAction 类。

public class Task extends RecursiveAction {

	// 2. 声明一个私有 int array 属性，名为 array，用来储存你要增加的 array 的元素。
	private int[] array;

	// 3. 声明2个私有 int 属性，名为 start 和 end，用来储存 此任务已经处理的元素块的头和尾的位置。
	private int start;
	private int end;

	// 4. 实现类的构造函数，初始化属性值。
	public Task(int array[], int start, int end) {
		this.array = array;
		this.start = start;
		this.end = end;
	}

	// 5. 用任务的中心逻辑来实现 compute()
	// 方法。如果此任务已经处理了超过100任务，那么把元素集分成2部分，再创建2个任务分别来执行这些部分，使用 fork() 方法开始执行，并使用
	// join() 方法等待它的终结。
	protected void compute() {
		if (end - start > 100) {
			int mid = (start + end) / 2;
			Task task1 = new Task(array, start, mid);
			Task task2 = new Task(array, mid, end);

			task1.fork();
			task2.fork();

			task1.join();
			task2.join();

			// 6. 如果任务已经处理了100个元素或者更少，那么在每次操作之后让线程进入休眠5毫秒来增加元素。
		} else {
			for (int i = start; i < end; i++) {
				array[i]++;

				try {
					Thread.sleep(5);
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}
}

//7. 创建例子的主类通过创建一个类，名为 Main 并添加 main()方法。

import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Main {

	public static void main(String[] args) throws Exception {

		// 8. 创建 ForkJoinPool 对象，名为 pool。
		ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();

		// 9. 创建 10，000个元素的整数 array ，名为 array。
		int array[] = new int[10000];

		// 10. 创建新的 Task 对象来处理整个array。
		Task task1 = new Task(array, 0, array.length);

		// 11. 使用 execute() 方法 把任务发送到pool里执行。
		pool.execute(task1);

		// 12. 当任务还未结束执行，调用 showLog() 方法来把 ForkJoinPool 类的状态信息写入，然后让线程休眠一秒。
		while (!task1.isDone()) {
			showLog(pool);
			TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
		}

		// 13. 使用 shutdown() 方法关闭pool。
		pool.shutdown();

		// 14. 使用 awaitTermination() 方法 等待pool的终结。
		pool.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);

		// 15. 调用 showLog() 方法写关于 ForkJoinPool 类状态的信息并写一条信息到操控台表明结束程序。
		showLog(pool);
		System.out.printf("Main: End of the program./n");
	}

	// 16. 实现 showLog() 方法。它接收 ForkJoinPool 对象作为参数和写关于线程和任务的执行的状态的信息。
	private static void showLog(ForkJoinPool pool) {
		System.out.printf("**********************/n");
		System.out.printf("Main: Fork/Join Pool log/n");
		System.out.printf("Main: Fork/Join Pool: Parallelism:%d/n",
				pool.getParallelism());
		System.out.printf("Main: Fork/Join Pool: Pool Size:%d/n",
				pool.getPoolSize());
		System.out.printf("Main: Fork/Join Pool: Active Thread Count:%d/n",
				pool.getActiveThreadCount());
		System.out.printf("Main: Fork/Join Pool: Running Thread Count:%d/n",
				pool.getRunningThreadCount());
		System.out.printf("Main: Fork/Join Pool: Queued Submission:%d/n",
				pool.getQueuedSubmissionCount());
		System.out.printf("Main: Fork/Join Pool: Queued Tasks:%d/n",
				pool.getQueuedTaskCount());
		System.out.printf("Main: Fork/Join Pool: Queued Submissions:%s/n",
				pool.hasQueuedSubmissions());
		System.out.printf("Main: Fork/Join Pool: Steal Count:%d/n",
				pool.getStealCount());
		System.out.printf("Main: Fork/Join Pool: Terminated :%s/n",
				pool.isTerminated());
		System.out.printf("**********************/n");
	}
}

它是如何工作的…

在这个指南，你实现了任务 使用 ForkJoinPool 类和一个扩展 RecursiveAction 类的 Task 类来增加array的元素；它是 ForkJoinPool 类执行的任务种类之一。当任务还在处理array时，你就把关于 ForkJoinPool 类的状态信息打印到操控台。
你使用了ForkJoinPool类中的以下方法：

• getPoolSize(): 此方法返回 int 值，它是ForkJoinPool内部线程池的worker线程们的数量。
• getParallelism(): 此方法返回池的并行的级别。
• getActiveThreadCount(): 此方法返回当前执行任务的线程的数量。
• getRunningThreadCount():此方法返回没有被任何同步机制阻塞的正在工作的线程。
• getQueuedSubmissionCount(): 此方法返回已经提交给池还没有开始他们的执行的任务数。
• getQueuedTaskCount(): 此方法返回已经提交给池已经开始他们的执行的任务数。
• hasQueuedSubmissions(): 此方法返回 Boolean 值，表明这个池是否有queued任务还没有开始他们的执行。
• getStealCount(): 此方法返回 long 值，worker 线程已经从另一个线程偷取到的时间数。
• isTerminated(): 此方法返回 Boolean 值，表明 fork/join 池是否已经完成执行。

参见

第五章，Fork/Join 框架： Fork/Join 池的创建
第七章，自定义并发类：实现 ThreadFactory 接口生成Fork/Join 框架的自定义线程
第七章，自定义并发类：自定义在the Fork/Join框架的运行任务