预初始化工作线程池以重用连接对象（套接字）

Question

我需要在 Java 中构建一个工人池，其中每个工人都有自己的连接套接字；当工作线程运行时，它使用套接字但保持打开以供以后重用。我们之所以决定采用这种方法，是因为与在 ad-hoc 基础上创建、连接和销毁套接字相关的开销需要太多开销，因此我们需要一种方法，通过该方法，工作池可以通过其套接字连接进行预初始化，准备好在保持套接字资源不受其他线程影响的同时继续工作（套接字不是线程安全的），所以我们需要一些类似的东西......

public class SocketTask implements Runnable {
  Socket socket;
  public SocketTask(){
    //create + connect socket here
  }

  public void run(){
    //use socket here
  }

}

在应用程序启动时，我们希望初始化工作线程，并希望以某种方式初始化套接字连接......

MyWorkerPool pool = new MyWorkerPool();
for( int i = 0; i < 100; i++)
   pool.addWorker( new WorkerThread());

当应用程序请求工作时，我们将任务发送到工作池以立即执行...

pool.queueWork( new SocketTask(..));

使用工作代码更新
基于来自 Gray 和 jontejj 的有用 cmets，我得到了以下代码工作......

SocketTask

public class SocketTask implements Runnable {
    private String workDetails;
    private static final ThreadLocal<Socket> threadLocal = 
           new ThreadLocal<Socket>(){
        @Override
        protected Socket initialValue(){
            return new Socket();
        }           
    };

    public SocketTask(String details){              
        this.workDetails = details;
    }

    public void run(){      
        Socket s = getSocket(); //gets from threadlocal
        //send data on socket based on workDetails, etc.
    }

    public static Socket getSocket(){
        return threadLocal.get();
    }
}

ExecutorService

ExecutorService threadPool = 
    Executors.newFixedThreadPool(5, Executors.defaultThreadFactory());

    int tasks = 15;  
    for( int i = 1; i <= tasks; i++){
        threadPool.execute(new SocketTask("foobar-" + i));
    }   

我喜欢这种方法有几个原因...

• 套接字是可用于正在运行的任务的本地对象（通过 ThreadLocal），从而消除了并发问题。
• 套接字创建一次并保持打开，重复使用 当新任务排队时，消除了套接字对象创建/销毁的开销。

Answer 1

我认为你应该使用ThreadLocal

package com.stackoverflow.q16680096;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
        int nrOfConcurrentUsers = 100;
        for(int i = 0; i < nrOfConcurrentUsers; i++)
        {
            pool.submit(new InitSocketTask());
        }

        // do stuff...

        pool.submit(new Task());
    }
}

package com.stackoverflow.q16680096;

import java.net.Socket;

public class InitSocketTask implements Runnable
{
    public void run()
    {
        Socket socket = SocketPool.get();
        // Do initial setup here
    }

}

package com.stackoverflow.q16680096;

import java.net.Socket;

public final class SocketPool
{
    private static final ThreadLocal<Socket> SOCKETS = new ThreadLocal<Socket>(){
        @Override
        protected Socket initialValue()
        {
            return new Socket(); // Pass in suitable arguments here...
        }
    };

    public static Socket get()
    {
        return SOCKETS.get();
    }
}

package com.stackoverflow.q16680096;

import java.net.Socket;

public class Task implements Runnable
{
    public void run()
    {
        Socket socket = SocketPool.get();
        // Do stuff with socket...
    }
}

每个线程都有自己的套接字。

Answer 2

一个想法是将Sockets 放在BlockingQueue 中。然后，当您需要 Socket 时，您的线程可以从队列中 take()，当它们完成 Socket 时，它们将 put() 回到队列中。

public void run() {
    Socket socket = socketQueue.take();
    try {
       // use the socket ...
    } finally {
       socketQueue.put(socket);
    }
}

这有额外的好处：

• 您可以返回使用ExecutorService 代码。
• 您可以将套接字通信与结果处理分开。
• 您不需要一对一的对应关系来处理线程和套接字。但是套接字通信可能占了 98% 的工作量，所以可能没有任何收获。
• 当您完成并且您的ExecutorService 完成后，您可以通过将它们出列并关闭它们来关闭您的套接字。

这确实增加了另一个 BlockingQueue 的额外开销，但如果您正在进行 Socket 通信，您不会注意到它。

我们认为 ThreadFactory 无法满足我们的需求...

我认为如果您使用线程局部变量，您可以完成这项工作。您的线程工厂将创建一个线程，该线程首先打开套接字，将其存储在线程本地，然后调用 Runnable arg，它使用套接字完成所有工作，从 ExecutorService 内部队列中取出作业。完成后，arg.run() 方法将完成，您可以从线程本地获取套接字并关闭它。

类似于以下内容。这有点乱，但你应该明白。

ExecutorService threadPool =
    Executors.newFixedThreadPool(10,
      new ThreadFactory() {
        public Thread newThread(final Runnable r) {
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    openSocketAndStoreInThreadLocal();
                    // our tasks would then get the socket from the thread-local
                    r.run();
                    getSocketFromThreadLocalAndCloseIt();
                }
            });
            return thread;
        }
      }));

所以你的任务将实现Runnable，看起来像：

public SocketWorker implements Runnable {
    private final ThreadLocal<Socket> threadLocal;
    public SocketWorker(ThreadLocal<Socket> threadLocal) {
       this.threadLocal = threadLocal;
    }
    public void run() {
        Socket socket = threadLocal.get();
        // use the socket ...
    }
}