项目场景:
并发的应用场景,在开发过程会经常遇到。
例如:服务应用启动后,需要简单统计接口的总访问量;实时更新订单状态,成交总额。
问题描述:
比如统计接口访问次数,如下的实现,在并发访问下,统计是不准确的 。
private int viewCount = 0;
private void addViewCount(){
viewCount++;
}
比如A、B两个线程同时访问,各自从JVM主存中加载变量viewCount到线程内存里viewCount的值都是0,各自+1,更新会JVM主存的也是1。实际A、B执行完毕后,JVM的值应该是2才对。
解决方案:
并发问题解决,实际有2种方式:有锁、无锁。
有锁的就是关键字synchronized,以及可重入锁ReentrantLock。
无锁的,就是局部变量、不可变对象、CAS原子类、ThreadLocal,共四种。
具体解决方案分析:
一.无锁方式
1.局部变量
/**
* 局部变量,多线程更新count的时候,各自在线程内存中创建i变量。
*/
public void localParam(){
int count = 0;
/*本次处理业务,统计*/
count++;
System.out.println(count);
}
2.不可变对象
车辆位置实时更新,传统的setY,setY,在并发过程会出差错。定义一个final localtion类,并且构造函数直接初始化x,y。/**
* 车辆位置经纬度值
*/
public final class Location {
private final double x;
private final double y;
public Location(double x, double y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
同时定义一个traker类,来存储多个车辆的位置信息,更新的时候直接用新的location位置类,去update ConcurrentHashMap。
/**
* 不可变类,实现并发更新安全
* 通过每次更新位置,直接初始化一个全新的location,然后set到车辆位置map中
*/
public class CarLocationTracker {
/**
* 车辆编码对应车辆位置信息map
* ConcurrentHashMap,是利用CAS+synchronized来保证并发安全
*/
private Map<String, Location> locationMap = new ConcurrentHashMap<>();
/**
* 更新车辆位置
*
* @param carCode 车辆编码
* @param newLocation 车辆新位置
*/
public void updateLocation(String carCode, Location newLocation) {
locationMap.put(carCode, newLocation);
}
/**
* 获取车辆位置
*
* @param carCode 车辆斌吗
* @return
*/
public Location getLocation(String carCode) {
return locationMap.get(carCode);
}
}
3.ThreadLocal
ThreadLocal 变量,线程局部变量.同一个ThreadLocal所包含的对象,在不同线程中有不同的副本。 private static final ThreadLocal threadCount= new ThreadLocal();
/**
* ThreadLocal 变量,线程局部变量
*/
public void threadLocalParam(){
Integer count = (Integer) threadCount.get();
/*本次处理业务,统计*/
count++;
System.out.println(count);
}
4.CAS原子类
CAS 机制,三个基本操作:内存地址V,旧的预期值A,要修改的新值B,只有当内存地址V所对应的值与旧的预期值A相等,才会将内存地址V对应的值更新为B。 private AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);
/**
* cas 原子类,是个乐观锁,并发性能很高。通过compare and swap比较并置换的原子性设计,read 从jvm主存中读取旧值oldV,
* 更新的时候,先比较oldV与主存中的v是否相等,相等就把newV更新替换v;如果不相等,继续while循环,从主存读取'新的'旧值oldV。
*
* 底层是c++实现,保证三个步骤执行在硬件级别,是原子性,要么三个一起执行成功,又不继续循环直到成功。
*/
public void atomicAdd(){
//比如接口访问总次数统计
System.out.println(counter.incrementAndGet());
}
二.有锁方式
1. 关键字synchronized
//访问统计
private int viewCount = 0;
public synchronized void syncAdd(){
addViewCount();
}
private void addViewCount(){
viewCount++;
}
2. 可重入锁ReentrantLock
//悲观锁
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
//访问统计
private int viewCount = 0;
private void addViewCount(){
viewCount++;
}
/**
* 通过执行方法前,加锁;执行完毕主动释放锁保证int++ 并发安全
*/
public void lockAdd(){
lock.lock();
try {
addViewCount();
} finally {
lock.unlock();
}
}