对三种不同并发模型的 Java 支持

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2022-09-01 16:09:00

我正在多线程环境中经历不同的并发模型（http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/concurrency-models.html)

本文重点介绍了三种并发模型。

平行工作者

第一个并发模型是我所说的并行工作线程模型。传入作业分配给不同的工作人员。
装配线

工人像工厂装配线上的工人一样组织起来。每个工作人员只执行全部作业的一部分。完成该部件后，工作人员将作业转发给下一个工作人员。

每个工作线程都在自己的线程中运行，并且不与其他工作线程共享任何状态。这有时也称为无共享并发模型。
功能并行性

函数并行性的基本思想是使用函数调用实现程序。函数可以看作是相互发送消息的“代理”或“参与者”，就像在装配线并发模型（AKA反应式或事件驱动系统）中一样。当一个函数调用另一个函数时，这类似于发送消息。

现在我想为这三个概念映射Java API支持

Parallel Workers ： Is it ExecutorService，ThreadPoolExecutor， CountDownLatch API？
组装线：将事件发送到JMS等消息传递系统，并使用队列和主题的消息传递概念。
功能并行性：一定程度上ForkJoinPool和java 8流。与流相比，ForkJoin池易于理解。

映射这些并发模型是否正确？如果没有，请纠正我。

答案 1

这些模型中的每一个都从一般的角度说明了如何完成/拆分工作，但是当涉及到实现时，这实际上取决于您的确切问题。一般来说，我是这样看的：

并行工作者：生产者在某个地方（例如在）上创建新作业，并且许多线程（通过）并行处理这些作业。当然，您也可以使用，但这意味着您希望在处理完子问题后触发操作（例如，您知道您的大问题可能被拆分为较小的问题，请查看此处的第二个示例）。BlockingQueueExecutorServiceCountDownLatchNN
装配线：对于每个中间步骤，您都有一个和一个或一个.在每一步中，作业都从一个步骤中取出，放入下一个步骤中，以进行进一步处理。对于您关于JMS的想法：JMS用于连接分布式组件，并且是Java EE的一部分，并且不被认为是在高并发上下文中使用的（消息通常在处理之前保存在硬盘上）。BlockingQueueThreadExecutorServiceBlickingQueue
功能并行性：这是一个很好的例子，说明如何实现这一点。ForkJoinPool

答案 2

一个很好的问题，答案可能不那么令人满意。列出的并发模型显示了您可能希望实现并发系统的一些方法。该 API 提供了用于实现任何这些模型的工具。

让我们从 ExecutorService 开始。它允许您提交要以非阻塞方式执行的任务。然后，ThreadPoolExecutor 实现会限制可用线程的最大数量。ExecutorService 不需要任务来执行完整的进程，就像您对并行工作线程的期望一样。该任务可以限制为流程的特定部分，并在完成后发送一条消息，开始装配线中的下一步。

CountDownLatch和执行器服务提供了一种阻止直到所有工作线程完成的方法，如果某个进程已划分为不同的并发子任务，则可能会派上用场。

JMS 的要点是提供一种在组件之间进行消息传递的方法。它不会强制实施特定的并发模型。队列和主题表示如何将消息从发布者发送到订阅者。使用队列时，消息将仅发送给一个订阅者。另一方面，主题将消息广播给该主题的所有订阅者。

例如，通过使用观察者模式，可以在单个组件内实现类似的行为。

ForkJoinPool实际上是ExecutorService的一个实现（这可能会突出匹配模型和实现细节的难度）。它只是碰巧针对处理大量小任务进行了优化。

简介：在 Java 环境中实现某个并发模型的方法有很多种。无论选择哪种并发模型，用于实现程序的接口、类和框架都可能有所不同。