一、future模式

在網上購物時，提交訂單后，在收貨的這段時間里無需一直在家里等候，可以先干別的事情。類推到程序設計中時，當提交請求時，期望得到答復時，如果這個答復可能很慢。傳統的是一直等待到這個答復收到時再去做別的事情，但如果利用Future設計模式就無需等待答復的到來，在等待答復的過程中可以干其他事情。

future模式核心思想就是異步調用，去除了主函數的等待時間，并使得原本需要等待的時間段可以用于處理其他業務邏輯。

下面是時序圖，左邊是傳統的單線程執行，右邊使用了future模式。

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我們通過synchronized結合wait()和notify()、并發包下的鎖都可以實現future模式，不過JDK已經為我們提供了future模式的實現，位于java.util.concurrent并發包下。

具體使用方法可參考文章：https://www.2cto.com/kf/201411/351903.html

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二、Master-Worker模式

Master-Worker?模式是常用的并行計算模式。它的核心思想是系統由兩類進程協作工作：Master?進程和?Worker?進程。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，會將結果返回給?Master?, 由?Master?進行歸納和總結。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。

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在Master端往往會有如下的內容：

1、一個盛放任務的容器，一般使用隊列來保證先添加的任務先執行，因為在下面參考文章的例子中，任務在main方法中被直接一口氣全部提交過來，所以worker不需要在沒有任務可以取的時候而阻塞等待新任務，也就是不牽涉到阻塞，所以在這里推薦使用非阻塞的線程安全隊列ConcurrentLinkedQueue性能更好，參考文章中也是使用了這種隊列。

2、一個盛放worker的線程集合，worker就是用來執行任務的，所以就是個子線程，所以可以使用HashMap<String, Thread>來盛放，key是每個worker線程的標識。

3、一個盛放任務結果的集合，和盛放worker的線程集合不同，worker的線程集合就是在初始化Master時需要指定有多少個worker的，所以是一并初始化好的，沒有并發也就沒有線程安全問題，而任務結果的集合會被多個worker訪問，需要線程安全的容器才行，推薦ConcurrentHashMap。

每個worker端往往會有如下的內容：

1、Master里盛放任務的容器的引用，因為需要獲取任務。

2、Master里盛放任務結果集合，因為需要把處理完的任務結果放進去。

Master-Worker模式的實現可參考文章：http://blog.csdn.net/lv_fq/article/details/70853315

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三、生產者-消費者模式

生產者-消費者模式是一個經典的多線程設計模式。它為多線程間的協作提供了良好的解決方案。 在生產者-消費者模式中，通常由兩類線程，即若干個生產者線程和若干個消費者線程。生產者線程負責提交用戶請求，消費者線程則負責具體處理生產者提交的任務。生產者和消費者之間則通過共享內存緩沖區進行通信。

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生產者-消費者模式可以通過線程間通信的方式實現，例如通過synchronized結合wait()和notify()、并發包下的鎖都可以。但最好的方式是使用阻塞隊列來實現，阻塞隊列又是線程安全的這樣不僅高效而且實現非常簡單，將阻塞隊列作為存放數據的內存緩沖區，通過調用阻塞隊列的阻塞方法put()和take()，開發者不需要寫困惑的wait-nofity代碼去實現通信。

生產者-消費者模式的實現可參考文章：http://blog.csdn.net/yujin753/article/details/45723175

總結

以上是生活随笔為你收集整理的并发编程模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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