Concurrency Utilities: Threads em Java

Considerando a grande maioria dos trabalhos realizados hoje em projetos de sistemas corporativos com Java, poucas são as situações em que se torna necessário implementar soluções utilizando threads de forma manual. Dentre muitos frameworks, servidores de aplicação, web containers e diversas bibliotecas que utilizam threads, muito do trabalho é abstraído para o desenvolvedor.

Entretanto, ainda existem cenários (alguns bem complexos) em que pode ser necessária a implementação de soluções utilizando threads manualmente, sendo geralmente aplicações standalone.

Ainda existem muitas situações onde não se utiliza um servidor de aplicação ou um framework de terceiro para desenvolver uma solução. Dentre muitos desses cenários, o artigo aborda os assuntos sobre Executors, Fork/Join e Concurrent Collections através dos seguintes exemplos práticos:

· Produtor/Consumidor para apresentar a utilização de executors;

· Implementação do Produtor/Consumidor utilizando um pool de threads;

· Implementação de um crawler (BOX 1)para mostrar a utilização de Futures e Callbacks;

· Exemplo de utilização da técnica “dividir para conquistar” para realização de um cálculo de média aritmética utilizando ForkJoinPool.

Se o leitor já tentou desenvolver algo parecido com algum dos exemplos práticos citados, sabe que construir algo assim utilizando-se apenas da API básica de threads é algo bem complicado. Diante disso, o desenvolvedor fica vulnerável a problemas já bem conhecidos por muitos como condições de corrida (race conditions), deadlocks e starvation.

A definição, bem como soluções para os problemas citados estão fora do escopo desse artigo. A seção Links possui referências para ótimos livros sobre concorrência que descrevem conceitos importantes, bem como boas práticas que ajudam o desenvolvedor a não cair em armadilhas.

Devido à dificuldade de se trabalhar com a API básica de threads, alguns projetos foram criados antes da existência da Concurrency Utilities antes do Java 5. Dentre os projetos, podemos citar o projeto que deu origem à Concurrency Utilities, criado por Doug Lea.

O projeto era distribuído através de um arquivo compactado, contendo arquivos fontes os quais o desenvolvedor poderia adicionar diretamente em seu projeto.

Já a partir do Java 5, o pacote java.util.concurrency foi incorporado ao Java através da JSR-166 com o nome Concurrency Utilities. O projeto foi liderado pelo próprio criador do pacote original, ou seja, o próprio Doug Lea. O pacote java.util.concurrency possui diversas funcionalidades disponíveis considerando-se programação concorrente.

As principais funcionalidades fornecidas no pacote java.util.concurrency podem ser divididas em três grandes categorias: o Framework Executor, o Framework Fork/Join, Concurrent Collections e Synchronizers. Este artigo apresenta as principais funcionalidades oferecidas pelos Frameworks Executor e Fork/Join, além de apresentar alguns exemplos utilizando Concurrent Collections.

O Framework Executor

O Framework Executor oferece uma série de ...