Java Threads: realizando processamentos paralelos

A robusta plataforma Java nos oferece mais um b�nus quando queremos tratar de processamento paralelo. Neste artigo apresentaremos de forma pr�tica o uso de Threads em Java, com o objetivo de trabalhar de forma paralela, tamb�m conhecida por programaç�o concorrente.

Threads

Antes de iniciarmos a explicaç�o pr�tica de Thread, entenda que estas s�o subdivis�es dos processos, como assim? Cada processo possui diversas threads (linhas de instruç�es), assim n�s podemos dividir partes do nosso processo (programa em Java) para trabalhar paralelamente.

As threads est�o em nosso dia-a-dia, em todos os processamentos realizados em nosso computador. Quando estamos ouvindo uma m�sica e olhando o Facebook ao mesmo tempo, estamos realizando um processamento paralelo, mesmo que de forma transparente ao usu�rio.

Em um programa em Java podemos querer executar 2 ou mais threads ao mesmo tempo, ou seja, 2 ou mais procedimentos internos do programa ao mesmo tempo. Para simplificar a explicaç�o de threads em Java, vamos a um exemplo pr�tico.

Imagine que voc� tem 1 procedimento que consome muito tempo do processador, vamos supor o exemplo abaixo de um c�lculo que faz consultas a um Web Service (que pode demorar muito a responder):


public void calculaTotalRecebido(){
    //Recebe aproximadamente 70mil registros. 
    List<HistoricoRecebimento> recebidos = getListRecebimentos();
    Integer soma = 0;
    
    for(HistoricoRecebimento h1: recebidos){
      soma = soma + recebidos.getValorRecebido();
    }
    
    Integer porcentagemImposto = getReajusteAtualFromWebService();
    
    soma = soma + ((porcentagemImposto/100)*soma);
    
    retornaParaWebServiceValorTotal(soma);
  }

Listagem 1. Procedimento comum sem thread

O procedimento acima parece simples (de fato � simples), recebe uma lista com mais ou menos 70 mil registros, depois pega o valor de cada registro e soma. Ap�s isso, captura um valor para reajuste em porcentagem (capturado de um WebService que pode demorar a responder), e recalcula o valor somado. Por fim retorna o resultado via WebService.

Perceba aqui claramente que temos um procedimento que pode demorar minutos, e n�o vai retornar nada ao usu�rio, apenas fazer comunicaç�o interna entre Web Services. N�o podemos parar toda nossa aplicaç�o para executar o procedimento acima. Pois imagina se o usu�rio est� fazendo um cadastro simples e tem que esperar 4 minutos para terminar o processamento acima.

A soluç�o ent�o � fazer com que esse procedimento seja executado concorrentemente, ou seja, ao mesmo tempo em que o usu�rio est� realizando o cadastro, o procedimento acima tamb�m � executado, e provavelmente quando ele terminar o cadastro, o procedimento acima tamb�m j� terminou, de forma impercept�vel a ele.

No c�digo abaixo vamos usar o mesmo c�digo, por�m usando o conceito de Threads. Iremos criar uma Thread para um bloco espec�fico de c�digo, atrav�s da Classe java.lang.Thread.

Existe uma interface chamada Runnable que possui um m�todo run. Dentro do m�todo run devem ficar os procedimentos que voc� deseja executar paralelamente, sendo assim vamos colocar todo o c�digo acima dentro de um m�todo run. Como Runnable � apenas um contrato, precisamos de alguma classe que a implemente e faça o trabalho da �paralelizaç�o�, que � a classe Thread.


  public void calculaTotalRecebido(){
    new Thread() {
      
      @Override
      public void run() {
        //Recebe aproximadamente 70mil registros. 
        List<HistoricoRecebimento> recebidos = getListRecebimentos();
        Integer soma = 0;
        
        for(HistoricoRecebimento h1: recebidos){
          soma = soma + recebidos.getValorRecebido();
        }
        
        Integer porcentagemImposto = getReajusteAtualFromWebService();
        
        soma = soma + ((porcentagemImposto/100)*soma);
        
        retornaParaWebServiceValorTotal(soma);
        
      }
    }.start();

  }

Listagem 2. Usando Thread

Quando fazemos o �.start();� j� estamos iniciando o processamento paralelo, e liberando o programa para executar qualquer outra thread. Ent�o tenha a seguinte id�ia assimilada: Se voc� deseja que o programa n�o �trave para o usu�rio� naquele determinado procedimento que pode demorar muito tempo, use Thread.

Caso voc� deseja que sua classe seja processada paralelamente, por�m ela j� estende de outra, voc� poder� optar por implementar o Runnable, que � a interface padr�o para Thread. Por boas pr�ticas, geralmente implementamos Runnable em vez de estender de Thread.

Atente a outro ponto muito importante: O programador n�o tem nenhum controle sobre o escalonador do processador. Isso significa que sendo os processos executados paralelamente, voc� n�o tem como saber qual a ordem de execuç�o destes. No exemplo abaixo vamos colocar 2 contadores para executar paralelamente, voc� ir� perceber que o resultado pode diferir cada vez que voc� executar, ou at� de computador para computador.


  public class MyTest {
      static int i = 0;
      public static void main(String[] args) {
          new Thread(t1).start();
          new Thread(t2).start();
      }

      private static void countMe(String name){
          i++;
          System.out.println("Current Counter is: " + i + ", updated by: " + name);
      }

      private static Runnable t1 = new Runnable() {
          public void run() {
              try{
                  for(int i=0; i<5; i++){
                      countMe("t1");
                  }
              } catch (Exception e){}

          }
      };

      private static Runnable t2 = new Runnable() {
          public void run() {
              try{
                  for(int i=0; i<5; i++){
                      countMe("t2");
                  }
              } catch (Exception e){}
         }
      };
  }

Listagem 3. Teste de Contadores com Thread

Vou deixar por conta sua testar o c�digo acima e ver qual o resultado, pois cada computador pode ter um ordem de execuç�o diferente, isso � comum e muito normal.

Conclus�o

Utilize os recursos da programaç�o concorrente com cuidado e s� nos momentos que de fato precisar. N�o saia de forma alguma colocando Runnable em todos os c�digos pensando que seu programa ficar� mais r�pido, pelo contr�rio, um processo pode precisar de recursos de outro que ainda n�o est� dispon�vel e assim por diante, analise com cuidado a necessidade do uso deste poderoso recurso.

Um exemplo mais comum ainda de ser visto � a barra de progresso presente na maioria dos softwares. Enquanto est� carregando um documento X � mostrada uma barra de progresso para o usu�rio saber que o software n�o travou.

Links �teis

Saiba mais sobre Java ;)

Curso O Que � JPA?
Curso Preparando o ambiente para programar em Java
Curso Criando meu primeiro projeto no Java

Trabalhando com Threads em Java

Veja neste artigo como utilizar na prática e de forma simples Threads em Java para realizar processamentos paralelos em sua aplicação.

Threads

Conclus�o

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