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使用Java多线程实现任务分发
多线程下载由来已久，如 FlashGet、NetAnts 等工具，它们都是依懒于 HTTP 协议的支持（Range 字段指定请求内容范围），首先能读取出请求内容 （即欲下载的文件） 的大小，划分出若干区块，把区块分段分发给每个线程去下载，线程从本段起始处下载数据及至段尾，多个线程下载的内容最终会写入到同一个文件中。
只研究有用的，工作中的需求：要把多个任务分派给Java的多个线程去执行，这其中就会有一个任务列表指派到线程的策略思考：已知：1. 一个待执行的任务列表，2. 指定要启动的线程数；问题是：每个线程实际要执行哪些任务。
使用Java多线程实现这种任务分发的策略是：任务列表连续按线程数分段，先保证每线程平均能分配到的任务数，余下的任务从前至后依次附加到线程中——只是数量上，实际每个线程执行的任务都还是连续的。如果出现那种僧多（线程） 粥（任务） 少的情况，实际启动的线程数就等于任务数，一挑一。这里只实现了每个线程各扫自家门前雪，动作快的完成后眼见别的线程再累都是爱莫能助。
实现及演示代码如下：由三个类实现，写在了一个 Java 文件中：TaskDistributor 为任务分发器，Task 为待执行的任务，WorkThread 为自定的工作线程。代码中运用了命令模式，如若能配以监听器，用上观察者模式来控制 UI 显示就更绝妙不过了，就能实现像下载中的区块着色跳跃的动感了，在此定义下一步的着眼点了。
代码中有较为详细的注释，看这些注释和执行结果就很容易理解的。main（） 是测试方法
package com.alpha.thread;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 指派任务列表给线程的分发器
*/
public class TaskDistributor {
/**
* 测试方法
* @param args
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public static void main(String[] args) {
// 初始化要执行的任务列表
List taskList = new ArrayList();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
taskList.add(new Task(i));
}
// 设定要启动的工作线程数为 4 个
int threadCount = 4;
List[] taskListPerThread = distributeTasks(taskList, threadCount);
System.out.println("实际要启动的工作线程数：" + taskListPerThread.length);
for (int i = 0; i < taskListPerThread.length; i++) {
Thread workThread = new WorkThread(taskListPerThread[i], i);
workThread.start();
}
}
/**
* 把 List 中的任务分配给每个线程，先平均分配，剩于的依次附加给前面的线程 返回的数组有多少个元素 (List) 就表明将启动多少个工作线程
*
* @param taskList
* 待分派的任务列表
* @param threadCount
* 线程数
* @return 列表的数组，每个元素中存有该线程要执行的任务列表
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public static List[] distributeTasks(List taskList, int threadCount) {
// 每个线程至少要执行的任务数,假如不为零则表示每个线程都会分配到任务
int minTaskCount = taskList.size() / threadCount;
// 平均分配后还剩下的任务数，不为零则还有任务依个附加到前面的线程中
int remainTaskCount = taskList.size() % threadCount;
// 实际要启动的线程数,如果工作线程比任务还多
// 自然只需要启动与任务相同个数的工作线程，一对一的执行
// 毕竟不打算实现了线程池，所以用不着预先初始化好休眠的线程
int actualThreadCount = minTaskCount > 0 ? threadCount
: remainTaskCount;
// 要启动的线程数组，以及每个线程要执行的任务列表
List[] taskListPerThread = new List[actualThreadCount];
int taskIndex = 0;
// 平均分配后多余任务，每附加给一个线程后的剩余数，重新声明与 remainTaskCount
// 相同的变量，不然会在执行中改变 remainTaskCount 原有值，产生麻烦
int remainIndces = remainTaskCount;
for (int i = 0; i < taskListPerThread.length; i++) {
taskListPerThread[i] = new ArrayList();
// 如果大于零，线程要分配到基本的任务
if (minTaskCount > 0) {
for (int j = taskIndex; j < minTaskCount + taskIndex; j++) {
taskListPerThread[i].add(taskList.get(j));
}
taskIndex += minTaskCount;
}
// 假如还有剩下的，则补一个到这个线程中
if (remainIndces > 0) {
taskListPerThread[i].add(taskList.get(taskIndex++));
remainIndces--;
}
}
// 打印任务的分配情况
for (int i = 0; i < taskListPerThread.length; i++) {
System.out.println("线程 "
+ i
+ " 的任务数："
+ taskListPerThread[i].size()
+ " 区间["
+ ((Task) taskListPerThread[i].get(0)).getTaskId()
+ ","
+ ((Task) taskListPerThread[i].get(taskListPerThread[i].size() - 1))
.getTaskId() + "]");
}
return taskListPerThread;
}
}
package com.alpha.thread;
/**
* 要执行的任务，可在执行时改变它的某个状态或调用它的某个操作 例如任务有三个状态，就绪，运行，完成，默认为就绪态 要进一步完善，可为 Task
* 加上状态变迁的监听器，因之决定UI的显示
*/
class Task {
public static final int READY = 0;
public static final int RUNNING = 1;
public static final int FINISHED = 2;
@SuppressWarnings("unused")
private int status;
// 声明一个任务的自有业务含义的变量，用于标识任务
private int taskId;
// 任务的初始化方法
public Task(int taskId) {
this.status = READY;
this.taskId = taskId;
}
/**
* 执行任务
*/
public void execute() {
// 设置状态为运行中
setStatus(Task.RUNNING);
System.out.println("当前线程 ID 是：" + Thread.currentThread().getName()
+ " | 任务 ID 是：" + this.taskId);
// 附加一个延时
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 执行完成，改状态为完成
setStatus(FINISHED);
}
public void setStatus(int status) {
this.status = status;
}
public int getTaskId() {
return taskId;
}
}
package com.alpha.thread;
import java.util.List;
/**
* 自定义的工作线程，持有分派给它执行的任务列表
*/
class WorkThread extends Thread {
// 本线程待执行的任务列表，你也可以指为任务索引的起始值
private List<Task> taskList = null;
@SuppressWarnings("unused")
private int threadId;
/**
* 构造工作线程，为其指派任务列表，及命名线程 ID
*
* @param taskList
* 欲执行的任务列表
* @param threadId
* 线程 ID
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public WorkThread(List taskList, int threadId) {
this.taskList = taskList;
this.threadId = threadId;
}
/**
* 执行被指派的所有任务
*/
public void run() {
for (Task task : taskList) {
task.execute();
}
}
}
执行结果如下，注意观察每个Java多线程分配到的任务数量及区间。直到所有的线程完成了所分配到的任务后程序结束：
线程 0 的任务数：25 区间[0,24]
线程 1 的任务数：25 区间[25,49]
线程 2 的任务数：25 区间[50,74]
线程 3 的任务数：25 区间[75,99]
实际要启动的工作线程数：4
当前线程 ID 是：Thread-0 | 任务 ID 是：0
当前线程 ID 是：Thread-3 | 任务 ID 是：75
当前线程 ID 是：Thread-1 | 任务 ID 是：25
当前线程 ID 是：Thread-2 | 任务 ID 是：50
当前线程 ID 是：Thread-1 | 任务 ID 是：26
当前线程 ID 是：Thread-3 | 任务 ID 是：76
当前线程 ID 是：Thread-0 | 任务 ID 是：1
当前线程 ID 是：Thread-2 | 任务 ID 是：51
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