JAVA 模拟瞬间高并发

桃扇骨 2024-02-18 15:07 53阅读 0赞

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：

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

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.  bol = **true**; 
20.  Thread.sleep(10000); 
21.  \} 
22.  \} **catch** (InterruptedException e) \{ 
23.  e.printStackTrace(); 
24.  \} 
25.  System.out.println("并发数量为" \+ number.intValue()); 
26.  \} 
27. 
28.  \} 
29. 
30. **public****static****void** main(String\[\] args) \{ 
31.  ExecutorService pool = Executors. newCachedThreadPool(); 
32.  CountDownLatchTest1 test = **new** CountDownLatchTest1(); 
33. **for** (**int** i=0;i<10;i++) \{ 
34.  pool.execute(test); 
35.  \} 
36.  \} 
37. \}

结果为：

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

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

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  **new** CountDownLatch(1)

countDown方法，当前线程调用此方法，则计数减一

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

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

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  cdOrder.await();

直接贴代码，转载的代码

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

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.  ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); //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.  Runnable runnable = **new** Runnable()\{ 
16. **public****void** run()\{ 
17. **try** \{ 
18.  System.out.println("线程" \+ Thread.currentThread().getName() + 
19. "正准备接受命令"); 
20.  cdOrder.await(); //战士们都处于等待命令状态
21.  System.out.println("线程" \+ Thread.currentThread().getName() + 
22. "已接受命令"); 
23.  Thread.sleep((**long**)(Math.random()\*10000)); 
24.  System.out.println("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.  cdAnswer.countDown(); //任务执行完毕，返回给指挥官，cdAnswer减1。
31.  \} 
32.  \} 
33.  \}; 
34.  service.execute(runnable);//为线程池添加任务
35.  \} 
36. **try** \{ 
37.  Thread.sleep((**long**)(Math.random()\*10000)); 
38. 
39.  System.out.println("线程" \+ Thread.currentThread().getName() + 
40. "即将发布命令"); 
41.  cdOrder.countDown(); //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.  System.out.println("线程" \+ Thread.currentThread().getName() + 
43. "已发送命令，正在等待结果"); 
44.  cdAnswer.await(); //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.  System.out.println("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.  service.shutdown(); //任务结束，停止线程池的所有线程
53.  \} 
54. \}

执行结果：

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

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。

[view plain]: http://blog.csdn.net/zhao9tian/article/details/40346899#

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