前些日子接到了一个面试电话,面试内容我印象很深,如何模拟一个并发?当时我的回答虽然也可以算是正确的,但自己感觉缺乏实际可以操作的细节,只有一个大概的描述。
当时我的回答是:“线程全部在同一节点wait,然后在某个节点notifyAll。”
面试官:“那你听说过惊群效应吗?”
我:“我没有听过这个名词,但我知道瞬间唤醒所有的线程,会让CPU负载瞬间加大。”
面试官:“那你有什么改进的方式吗?”
我:“采用阻塞技术,在某个节点将所有的线程阻塞,在利用条件,线程的个数达到一定数量的时候,打开阻塞。”
面试官好像是比较满意,结束了这个话题。
面试结束后,我回头这个块进行了思考,要如何进行阻塞呢?我首先有一个思路就是,利用AtoInteger计算线程数,再利用synchronize方法块阻塞一个线程,根据AtoInteger的判断,执行sleep。
代码如下:
1. /**
2. * Created with IntelliJ IDEA.
3. * User: 菜鸟大明
4. * Date: 14-10-21
5. * Time: 下午4:34
6. * To change this template use File | Settings | File Templates.
7. */
8. public class CountDownLatchTest1 implements Runnable{
9. final AtomicInteger number = new AtomicInteger();
10. volatile boolean bol = false;
11.
12. @Override
13. public void run() {
14. System.out.println(number.getAndIncrement());
15. synchronized (this) {
16. try {
17. if (!bol) {
18. System.out.println(bol);
19. true;
20. 10000);
21. }
22. catch (InterruptedException e) {
23. e.printStackTrace();
24. }
25. "并发数量为" + number.intValue());
26. }
27.
28. }
29.
30. public static void main(String[] args) {
31. ExecutorService pool = Executors. newCachedThreadPool();
32. new CountDownLatchTest1();
33. for (int i=0;i<10;i++) {
34. pool.execute(test);
35. }
36. }
37. }
结果为:
1. 0
2. 2
3. 1
4. 4
5. 3
6. false
7. 5
8. 6
9. 7
10. 8
11. 9
12. 并发数量为10
13. 并发数量为10
14. 并发数量为10
15. 并发数量为10
16. 并发数量为10
17. 并发数量为10
18. 并发数量为10
19. 并发数量为10
20. 并发数量为10
21. 并发数量为10
从结果上来看,应该是可以解决问题,利用了同步锁,volatile解决了同时释放的问题,难点就在于开关。
后来查找资料,找到了一个CountDownLatch的类,专门干这个的
CountDownLatch是一个同步辅助类,犹如倒计时计数器,创建对象时通过构造方法设置初始值,调用CountDownLatch对象的await()方法则处于等待状态,调用countDown()方法就将计数器减1,当计数到达0时,则所有等待者或单个等待者开始执行。
构造方法参数指定了计数的次数
1. new CountDownLatch(1)
countDown方法,当前线程调用此方法,则计数减一
1. cdAnswer.countDown();
awaint方法,调用此方法会一直阻塞当前线程,直到计时器的值为0
1. cdOrder.await();
直接贴代码,转载的代码
1. /**
2. *
3. * @author Administrator
4. *该程序用来模拟发送命令与执行命令,主线程代表指挥官,新建3个线程代表战士,战士一直等待着指挥官下达命令,
5. *若指挥官没有下达命令,则战士们都必须等待。一旦命令下达,战士们都去执行自己的任务,指挥官处于等待状态,战士们任务执行完毕则报告给
6. *指挥官,指挥官则结束等待。
7. */
8. public class CountdownLatchTest {
9.
10. public static void main(String[] args) {
11. //创建一个线程池
12. final CountDownLatch cdOrder = new CountDownLatch(1);//指挥官的命令,设置为1,指挥官一下达命令,则cutDown,变为0,战士们执行任务
13. final CountDownLatch cdAnswer = new CountDownLatch(3);//因为有三个战士,所以初始值为3,每一个战士执行任务完毕则cutDown一次,当三个都执行完毕,变为0,则指挥官停止等待。
14. for(int i=0;i<3;i++){
15. new Runnable(){
16. public void run(){
17. try {
18. "线程" + Thread.currentThread().getName() +
19. "正准备接受命令");
20. //战士们都处于等待命令状态
21. "线程" + Thread.currentThread().getName() +
22. "已接受命令");
23. long)(Math.random()*10000));
24. "线程" + Thread.currentThread().getName() +
25. "回应命令处理结果");
26.
27. catch (Exception e) {
28. e.printStackTrace();
29. finally {
30. //任务执行完毕,返回给指挥官,cdAnswer减1。
31. }
32. }
33. };
34. //为线程池添加任务
35. }
36. try {
37. long)(Math.random()*10000));
38.
39. "线程" + Thread.currentThread().getName() +
40. "即将发布命令");
41. //发送命令,cdOrder减1,处于等待的战士们停止等待转去执行任务。
42. "线程" + Thread.currentThread().getName() +
43. "已发送命令,正在等待结果");
44. //命令发送后指挥官处于等待状态,一旦cdAnswer为0时停止等待继续往下执行
45. "线程" + Thread.currentThread().getName() +
46. "已收到所有响应结果");
47. catch (Exception e) {
48. e.printStackTrace();
49. finally {
50.
51. }
52. //任务结束,停止线程池的所有线程
53. }
54. }
执行结果:
1. 线程pool-1-thread-2正准备接受命令
2. 线程pool-1-thread-3正准备接受命令
3. 线程pool-1-thread-1正准备接受命令
4. 线程main即将发布命令
5. 线程pool-1-thread-2已接受命令
6. 线程pool-1-thread-3已接受命令
7. 线程pool-1-thread-1已接受命令
8. 线程main已发送命令,正在等待结果
9. 线程pool-1-thread-2回应命令处理结果
10. 线程pool-1-thread-1回应命令处理结果
11. 线程pool-1-thread-3回应命令处理结果
12. 线程main已收到所有响应结果
上述也是一种实现方式,用countDownLatch的await()方法,代替了synchronize 和 sleep的阻塞功能,通过countDown的方法来当做开关,和计算线程数量的一种方式。
区别的话,肯定是后者会好一些,因为第一种方式依靠sleep(xxx)来阻塞把握不好最短时间,太短了,可能来没有达到固定线程数就会打开开关。
至于两者性能上的区别,目前我还不得而知,有机会测试一下。