Паралельне виконання в Java: Потоки проти Виконавців

Сучасний світ обчислень вимагає швидкості. Для покращення продуктивності Java надає потужні інструменти для паралельного виконання, що дозволяє виконувати кілька завдань одночасно та покращувати відгук програми. Цей посібник покаже, як використовувати Threads (Потоки) та Executors (Виконавці) у Java для прискорення роботи ваших програм.

Threads: Основи

Уявіть потоки як окремих працівників на фабриці. Кожен потік може незалежно виконувати фрагмент коду, дозволяючи вашій програмі виконувати кілька завдань одночасно.

• Створення потоків (Threads): Ви можете створити потік, розширивши клас Thread або реалізувавши інтерфейс Runnable.
• Ручне управління: Потоки вимагають ручного управління, включаючи запуск, зупинку та обробку виключень. Це може призвести до складного коду та потенційних проблем, таких як взаємні блокування (deadlocks), якщо не обробляти їх уважно.

Реалізація:

class MyThread extends Thread {  
 public void run() {  
 System.out.println("Потік працює!");  
 }  
}  

public class ThreadExample {  
 public static void main(String[] args) {  
 MyThread thread = new MyThread();  
 thread.start();   
 }  
}

У цьому прикладі, MyThread розширює клас Thread і перевизначає метод run(), який містить код для паралельного виконання.

Executors: Ефективні керівники

Тепер уявіть лідера команди на фабриці — це саме те, де вступають Executors. Вони надають високорівневий інтерфейс для управління потоками, спрощуючи паралельне виконання завдань.

• Пули потоків (Thread Pools): Executors використовують пули потоків, які є колекцією вже запущених потоків, готових виконувати завдання. Це усуває витрати на створення нових потоків для кожного завдання, значно покращуючи продуктивність.
• Спрощене управління: Executors займаються створенням потоків, управлінням їх життєвим циклом та навіть плануванням завдань, що знижує складність програмування з використанням паралельних потоків.
• Різноманіття реалізацій: Java надає різні типи Executors, такі як ThreadPoolExecutor, ScheduledExecutorService та ForkJoinPool, кожен з яких розроблений для конкретних випадків використання.

Реалізація:

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

public class ExecutorExample {  
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
 ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); // Створюємо пул з 5 потоків  

 for (int i = 0; i < 10; i++) {  
 executor.submit(() -> {  
 System.out.println("Завдання " + i + " виконується");  
 // Симулюємо деяку роботу  
 try {  
 Thread.sleep(1000);   
 } catch (InterruptedException e) {  
 e.printStackTrace();  
 }  
 });  
 }  

 executor.shutdown(); // Перестаємо приймати нові завдання  
 executor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS); // Чекаємо завершення всіх завдань  
 }  
}

У цьому прикладі, Executors.newFixedThreadPool(5) створює пул потоків з 5 потоків. Метод submit() відправляє завдання до виконавця, і ці завдання виконуються доступними потоками в пулі.

Як вибрати правильний інструмент

1. Використовуйте Threads (Потоки), коли:

• Вам потрібно мати детальний контроль над поведінкою потоку.
• Ви маєте невелику кількість довготривалих завдань.

1. Використовуйте Executors (Виконавці), коли:

• Вам потрібно управляти великою кількістю короткочасних завдань.
• Ви хочете покращити продуктивність і використання ресурсів.
• Вам потрібно планувати завдання на виконання у певний час.

Остаточні думки

Паралельне виконання в Java не повинно бути лякаючим. Розуміючи, як використовувати ці інструменти для виконання кількох завдань одночасно, ви зможете значно підвищити продуктивність ваших програм. Тож наступного разу, коли вам потрібно буде прискорити вашу програму на Java, ви будете знати, як використати Threads (Потоки) та Executors (Виконавці) для досягнення бажаного результату!

Перекладено з: Concurrency in Java: Threads vs Executors