章节目录
- 等待超时模式的使用场景
- 可以掌握的技能
- 等待/通知 消费者/生产者模式
- CountDownLatch、AtomicInteger、静态内部类、LinkedList、动态代理的使用
1.等待超时模式
场景
当我们调用方法时，这个方法返回的资源比较重要，比如获取数据库连接池中连接句柄。但是这个资源的返回随着业务量的增加，那么获取资源(连接池连接)的时间就会增加，那么调用一个方法时就要等待一段时间(一般来说是给定一个时间段)，如果该方法能够在一段时间内获取到结果，那么将结果立刻返回，反之，超时返回默认结果。
等待/通知的经典范式，即加锁、条件循环、处理逻辑3个步骤，这种范式没办法做到超时等待，对经典范式做很小的改动，就可以实现超时等待。
等待超时模式伪代码：
public synchronized Object get(long mills) throws InterruptedException {
Object result = null;
long future = System.currentTimeMills() + mills;
long remaining = mills;
while (result == null && remaining > 0) {
wait(remaining);//释放锁，阻塞 mills 毫秒
remaining = future - System.currentTimeMills();
}
return result;//如果超时之后获取到result则不返回null
}
超时等待的作用就是不会永远阻塞调用者，但是 超时之后被唤醒，知识将线程从等待队列移动至阻塞队列，继续向下进行返回result还是要重新获取锁，如果一直获取不到锁，那么result也不会打印。只是增加了灵活性。
2.可以掌握的技能
实战
使用等待超时模式撸一个简单数据库连接池，在示例中模拟：
- 从连接池获取连接 RunnerThread
- 使用连接 RunnerThread
- 释放连接 RunnerThread
注意：客户端获取(消费)连接的过程被设定为等待超时、等待/通知两种模式
ConnectionPool.java-数据库连接池
package org.seckill.DBConnection;
import java.sql.Connection;
import java.util.LinkedList;
/**
* 数据库连接池对象
*/
public class ConnectionPool {
//链表list（池）维护 connection 连接对象
private LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>();
//构造方法 初始化池中连接
public ConnectionPool(int initialSize) {
if (initialSize > 0) {
for (int i = 0; i < initialSize; i++) {
pool.addLast(ConnectionDriver.createConnection());//创建initialSize个代理Connection对象
}
}
}
//释放connection ,相当于-生产者
public void releaseConnection(Connection connection) {
if (connection != null) {//有效归还连接
synchronized (pool) {
pool.addLast(connection);
//生产者动作完毕后，需要唤醒所有消费者
pool.notifyAll();
}
}
}
//获取connection句柄，相当于消费者，采用超时等待与等待/通知两种策略
public Connection fetchConnection(long mills) throws InterruptedException {
synchronized (pool) {
if (mills < 0) {//非超时等待模式，采用等待/通知模式
while (pool.isEmpty()) {
pool.wait();//本示例中不演示这种模式下获取连接的情景
}
return pool.removeFirst();
} else {//超时等待模式
long future = System.currentTimeMillis() + mills;
long remaining = mills;
while (pool.isEmpty() && remaining > 0) {
pool.wait(remaining);
remaining = future - System.currentTimeMillis();
}
Connection connection = null;
if (!pool.isEmpty()) {
connection = pool.removeFirst();//返回头结点对象
}
return connection;
}
}
}
}
ConnectionDriver.java-动态生成Connection代理对象
package org.seckill.DBConnection;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.sql.Connection;
/**
* 数据库连接驱动，
* 动态代理获取实现java.sql.Connection 接口的代理对象
*/
public class ConnectionDriver {
static class ConnectionHandler implements InvocationHandler {
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
if (method.getName() == "commit") {
Thread.sleep(100);
}
return null;
}
}
//获取Connection的动态代理类
public static final Connection createConnection() {
return (Connection) Proxy.newProxyInstance(
ConnectionDriver.class.getClassLoader(),//类加载器
new Class<?>[]{Connection.class},//Connection实现的接口列表，包含Connection接口
new ConnectionHandler());//与代理对象绑定的handler
}
}
ConnectionPoolTest.java--测试类
package org.seckill.DBConnection;
import java.sql.Connection;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class ConnectionPoolTest {
//线程池中初始化10个连接
static ConnectionPool connectionPool = new ConnectionPool(10);
//保证所有的ConnectionRunner 能够同时开始
static CountDownLatch start = new CountDownLatch(1);
//main线程将等待所有的Connection Runner结束后才开始执行
static CountDownLatch end;
public static void main(String[] args) throws Exception {
//ConnectionRunner 线程数量，可以修改线程数量进行观察
int threadCount = 50;
end = new CountDownLatch(threadCount);
int count = 20;//每个线程进行20次fetchConnetion动作
AtomicInteger got = new AtomicInteger();
AtomicInteger notGot = new AtomicInteger();
for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
Thread thread = new Thread(new ConnectionRunner(count, got, notGot), "ConnectionRunnerThread");
thread.start();
}
start.countDown();//使所有线程同时运行
end.await();//主线程等待所有线程运行完
System.out.println("总的请求次数" + threadCount * count);
System.out.println("获取到的连接总数" + got);
System.out.println("未获取到的连接总数" + notGot);
}
static class ConnectionRunner implements Runnable {
int count;//每个线程fetchConnetion的次数
AtomicInteger got;//记录fetchConnection 成功的次数
AtomicInteger notGot;//记录fetchConnetion 未成功的次数
public ConnectionRunner(int count, AtomicInteger got, AtomicInteger notGot) {
this.count = count;
this.got = got;
this.notGot = notGot;
}
public void run() {
try {
start.await();//等待 所有ConnectionRunner 初始化成功且处于Runnable状态,同时开始运行，由主线程控制的
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
while (count > 0) {
try {
//从连接池中获取连接，如果1000ms内无法获取到，将会返回null。
Connection connection = connectionPool.fetchConnection(1000);
if (connection != null) {
try {
connection.createStatement();
connection.commit();
} finally {
//归还连接
connectionPool.releaseConnection(connection);
got.incrementAndGet();//对获取次数状态进行更改
}
} else {
notGot.incrementAndGet();//对未获取次数状态进行更改
}
} catch (Exception e) {
} finally {
count--;//运行次数递减
}
}
end.countDown();
}
}
}
运行结果
1.设置RunnerConnection threadCount数为10
2.设置RunnerConnection threadCount数为20
3.设置RunnerConnection threadCount数为50
4.设置RunnerConnection threadCount数为100
可以看到随着 runnerConnection 连接线程数的递增，连接的稳定性是越来越低的。但用户调用不会长时间阻塞到connect fetch 上，而是按时返回。
