并發編程中級篇二----并行設計模式----Master-Wroker模式

RebeccaZhong 發布于2019-08-16 10:46 / 3535人閱讀

摘要：模式是常用的并行計算模式，它的核心思想是系統是由兩類進程協助工作。負責接收和分配任務，負責處理子任務。當各個子進程處理完成后，會返回結果給，由做歸納和總結。其好處是能將一個大任務分解成若干個小任務，并行執行，從而提高系統的吞吐量。

Master-worker模式是常用的并行計算模式，它的核心思想是系統是由兩類進程協助工作。Master負責接收和分配任務，worker負責處理子任務。當各個worker子進程處理完成后，會返回結果給master，由master做歸納和總結。其好處是能將一個大任務分解成若干個小任務，并行執行，從而提高系統的吞吐量。

1.定義一個要執行的任務類

    public class Task{
        
        private int id;
        
        private int price;
        
        //getter/setter()省略
    }

2.定義Master負責收發任務

    //注意worker線程的數量 根據機器的性能來添加
    //Runtime.getRuntime().availableProcessors()
    public class Master{
        
        //1.定義一個盛放任務的容器
        private ConcurrentLinkedQueue workQueue = 
        new ConcurrentLinkedQueue();
                
        //2.需要一個盛放worker的集合
        private HashMap workers = 
        new HashMap();
        
        //3.需要一個盛放每一個worker執行任務的結果集合
        private ConcurrentHashMap resultMap = 
        new ConcurrentHashMap();
        
        //4.定義一個構造方法
        public Master(Worker worker, int workCount){
            worker.setWorkQueue(this.workQueue);
            worker.setResultMap(this.resultMap);
            
            for(int i = 0; i < workerCount; i ++){
                this.workers.put(Integer.toString(i), new Thread(worker));
            }
        }
        
        //5需要一個執行提交任務的方法
        public void submit（Task task){
            this.workQueue.add(task);
        }
        
        //6需要一個執行任務的方法 啟動所有的worker方法去執行任務
        public void execute(){
            for(Map.Entry me : workers.entrySet()){
                me.getValue().start();
            }
        }
        
        //7判斷運行是否結束的方法
        public boolean isComplete(){
            for(Map.Entry me : workers.entrySet()){
                if(me.getValue().getState() != Thread.State.TERMINATED){
                    return false;
                }
            }        
            return true;
        }
        
        //8 計算結果方法
        public int getResult() {
            int priceResult = 0;
            for(Map.Entry me : resultMap.entrySet()){
                priceResult += (Integer)me.getValue();
            }
            return priceResult;
        }
    }

3.定義一個worker處理子任務

    public class Worker implements Runnable{
        
        private ConcurrentLinkedQueue workQueue;
        private ConcurrentHashMap resultMap;
        
        public void setWorkQueue(ConcurrentLinkedQueue workQueue) {
            this.workQueue = workQueue;
        }
    
        public void setResultMap(ConcurrentHashMap resultMap) {
            this.resultMap = resultMap;
        }
        
        public void run() {
            while(true){
                Task input = this.workQueue.poll();
                if(input == null) break;
                Object output = handle(input);
                this.resultMap.put(Integer.toString(input.getId()), output);
            }
        }
    
        private Object handle(Task input) {
            Object output = null;
            try {
                //處理任務的耗時。。 比如說進行操作數據庫。。。
                Thread.sleep(500);
                output = input.getPrice();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return output;
        }
    }

4.定義一個測試類

    public class Main{
    
         public static void main(String[] args) {
            
            Master master = new Master();
            
            Random r = new Random();
            for(int i = 1;i <= 100;i++){
                Task t = new Task();
                t.setId(i);
                t.setPrice(r.nextInt(1000));
                master.submit(t);
            }
            master.execute();
            long start = System.currentTimeMills();
            
            while(true){
                if(maste.isComplete()){
                    long end = System.currentTimeMills();
                    int priceResult = master.getResult();
                    System.out.println("最終結果：" + priceResult + 
                    ", 執行時間：" + end);
                    break;
                }
            }        
         }
    }

結果如下

云服務器 GPU云服務器 java設計模式并發模式編程 python編程模式 bs模式編程語言

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