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JAVA 模拟瞬间高并发

2022年07月18日121softidea

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.                     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：

 
  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

 new CountDownLatch(1)  

countDown方法，当前线程调用此方法，则计数减一
 

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
 

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.         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：

  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。


本文参考链接：https://www.cnblogs.com/maohuidong/p/7866562.html
  文章来源：
  https://www.itguest.com/post/bdi2b2.html
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