什么是超时等待？

调用一个方法时，等待一段时间（一般给定一个时间段），如果该方法能够在给定的时间段内得到结果，那么将结果立刻返回，反之，超时返回默认结果。这就是超时等待。

等待和通知的标准范式：即加锁，条件循环和处理逻辑三个步骤，而这种范式无法做到超时等待。

 

由于经典的等待/通知范式无法做到超时等待，也就是说，当消费者在获得锁后，如果条件不满足，等待生产者改变条件之前会一直处于等待状态，在一些实际应用中，会浪费资源，降低运行效率。

事实上，只要对经典范式做出非常小的改动，就可以加入超时等待。

超时模式的标准范式

假设  等待时间时长为T，当前时间now+T以后超时

 

long  overtime = now+T;

long remain = T;//等待的持续时间

while(result不满足条件&& remain>0){

wait(remain);

remain = overtime – now;//等待剩下的持续时间

}

return result;

 

例子：使用等到超时模式实现数据库连接池

 

package com.caojiulu;

import java.sql.Connection;
import java.util.LinkedList;

/**
 *@author caojiulu 
 *
 *类说明：实现一个数据库的连接池
 */
public class DBPool {
  
  //数据库池的容器
  private static LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<>();
  
  public DBPool(int initalSize) {
    if(initalSize>0) {
      for(int i=0;i<initalSize;i++) {
        pool.addLast(SqlConnectImpl.fetchConnection());
      }
    }
  }
  
  //在mills时间内还拿不到数据库连接，返回一个null
  public Connection fetchConn(long mills) throws InterruptedException {
    synchronized (pool) {
      if (mills<0) {
        while(pool.isEmpty()) {
          pool.wait();
        }
        return pool.removeFirst();
      }else {
        long overtime = System.currentTimeMillis()+mills;
        long remain = mills;
        while(pool.isEmpty()&&remain>0) {
          pool.wait(remain);
          remain = overtime - System.currentTimeMillis();
        }
        Connection result  = null;
        if(!pool.isEmpty()) {
          result = pool.removeFirst();
        }
        return result;
      }
    }
  }
  
  //放回数据库连接
  public void releaseConn(Connection conn) {
    if(conn!=null) {
      synchronized (pool) {
        pool.addLast(conn);
        pool.notifyAll();
      }
    }
  }

 
}

测试类：

package com.caojiulu;

import java.sql.Connection;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 *@author caojiulu 
 *
 *类说明：
 */
public class DBPoolTest {
    static DBPool pool  = new DBPool(10);
    // 控制器:控制main线程将会等待所有Woker结束后才能继续执行
    static CountDownLatch end;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 线程数量
        int threadCount = 50;
        end = new CountDownLatch(threadCount);
        int count = 20;//每个线程的操作次数
        AtomicInteger got = new AtomicInteger();//计数器：统计可以拿到连接的线程
        AtomicInteger notGot = new AtomicInteger();//计数器：统计没有拿到连接的线程
        for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
            Thread thread = new Thread(new Worker(count, got, notGot), 
                    "worker_"+i);
            thread.start();
        }
        end.await();// main线程在此处等待
        System.out.println("总共尝试了: " + (threadCount * count));
        System.out.println("拿到连接的次数：  " + got);
        System.out.println("没能连接的次数： " + notGot);
    }

    static class Worker implements Runnable {
        int           count;
        AtomicInteger got;
        AtomicInteger notGot;

        public Worker(int count, AtomicInteger got,
                               AtomicInteger notGot) {
            this.count = count;
            this.got = got;
            this.notGot = notGot;
        }

        public void run() {
            while (count > 0) {
                try {
                    // 从线程池中获取连接，如果1000ms内无法获取到，将会返回null
                    // 分别统计连接获取的数量got和未获取到的数量notGot
                    Connection connection = pool.fetchConn(1000);
                    if (connection != null) {
                        try {
                            connection.createStatement();
                            connection.commit();
                        } finally {
                            pool.releaseConn(connection);
                            got.incrementAndGet();
                        }
                    } else {
                        notGot.incrementAndGet();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                +"等待超时!");
                    }
                } catch (Exception ex) {
                } finally {
                    count--;
                }
            }
            end.countDown();
        }
    }
}