《Java并发编程实战》课程笔记（十二）

news2024/11/15 11:10:37

                    
                        
                    
                    CountDownLatch 和 CyclicBarrier：如何让多线程步调一致？ 
原始对账系统 
对账系统的业务简化后： 
  首先用户通过在线商城下单，会生成电子订单，保存在订单库；
之后物流会生成派送单给用户发货，派送单保存在派送单库。
为了防止漏派送或者重复派送，对账系统每天还会校验是否存在异常订单。
 
目前对账系统的处理逻辑是首先查询订单，然后查询派送单，之后对比订单和派送单，将差异写入差异库。
 
对账系统的核心代码如下，就是在一个单线程里面循环查询订单、派送单，然后执行对账，最后将写入差异库。while (存在未对账订单) {
	// 查询未对账订单
	pos = getPOrders();
	// 查询派送单
	dos = getDOrders();
	// 执⾏对账操作
	diff = check(pos, dos);
	// 差异写⼊差异库
	save(diff);
}
 
 
利用并行优化对账系统 
对于串行化的系统，优化性能首先想到的是能否利用多线程并行处理。 
  查询未对账订单 getPOrders() 和查询派送单 getDOrders() 是否可以并行处理呢？
显然是可以的，因为这两个操作并没有先后顺序的依赖。while () {
	// 查询未对账订单
	Thread t1 = new Thread(() -> {
		pos = getPOrders();
	});
	t1.start();
	// 查询派送单
	Thread t2 = new Thread(()->{
		dos = getDOrders();
	});
	t2.start();
	// 等待 t1、t2 结束
	t1.join();
	t2.join();
	// 执⾏对账操作
	diff = check(pos, dos);
	// 差异写⼊差异库
	save(diff);
}
 
 
 
用 CountDownLatch 实现线程等待 
while 循环里面每次都会创建新的线程，而创建线程可是个耗时的操作。所以最好是创建出来的线程能够循环利用，线程池就能解决这个问题。Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
while (存在未对账订单) {
	// 计数器初始化为 2
	CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
	// 查询未对账订单
	executor.execute(() -> {
		pos = getPOrders();
		latch.countDown();
	});
	// 查询派送单
	executor.execute(()-> {
		dos = getDOrders();
		latch.countDown();
    });
	// 等待两个查询操作结束
	latch.await();
	// 执⾏对账操作
	diff = check(pos, dos);
	// 差异写⼊差异库
	save(diff);
}
 
我们将 getPOrders() 和 getDOrders() 这两个查询操作并行了，但这两个查询操作和对账操作 check()、save() 之间还是串行的。很显然，这两个查询操作和对账操作也是可以并行的，也就是说，在执行对账操作的时候，可以同时去执行下一轮的查询操作。 
  针对对账这个项目，我设计了两个队列，并且两个队列的元素之间还有对应关系。
订单查询操作将订单查询结果插入订单队列，派送单查询操作将派送单插入派送单队列，这两个队列的元素之间是有对应关系的。
两个队列的好处是，对账操作可以每次从订单队列出一个元素，从派送单队列出一个元素，然后对这两个元素执行对账操作，这样数据一定不会乱掉。
 
⼀个线程 T1 执行订单的查询工作，一个线程 T2 执行派送单的查询工作，当线程 T1 和 T2 都各自生产完 1 条数据的时候，通知线程 T3 执行对账操作。
线程 T1 和线程 T2 只有都生产完 1 条数据的时候，才能一起向下执行，也就是说，线程 T1 和线程 T2 要互相等待，步调要一致。
同时当线程 T1和 T2 都生产完一条数据的时候，还要能够通知线程 T3 执行对账操作。
 
 
用 CyclicBarrier 实现线程同步 
我们首先创建了一个计数器初始值为 2 的 CyclicBarrier，你需要注意的是创建 CyclicBarrier 的时候，我们还传入了一个回调函数，当计数器减到 0 的时候，会调用这个回调函数。 
  线程 T1 负责查询订单，当查出一条时，调用 barrier.await() 来将计数器减 1，同时等待计数器变成 0；
线程 T2 负责查询派送单，当查出一条时，也调用 barrier.await() 来将计数器减 1，同时等待计数器变成 0；
当 T1 和 T2 都调用 barrier.await() 的时候，计数器会减到 0，此时 T1 和 T2 就可以执行下⼀条语句了，同时会调用 barrier 的回调函数来执行对账操作。
CyclicBarrier 的计数器有自动重置的功能，当减到 0 的时候，会自动重置你设置的初始值。// 订单队列
Vector<P> pos;
// 派送单队列
Vector<D> pos;
// 执⾏回调的线程池
Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2, () -> { executor.execute(() -> check()); });

void check() {
	P p = pos.remove(0);
	D d = dos.remove(0);
	// 执⾏对账操作
	diff = check(p, d);
	// 差异写⼊差异库
	save(diff);
}

void checkAll() {
	// 循环查询订单库
	Thread t1 = new Thread(() -> {
		while (存在未对账订单) {
			// 查询订单库
			pos.add(getPOrders());
			// 等待
			barrier.await();
		}
	});
	t1.start();
	// 循环查询运单库
	Thread T2 = new Thread(()->{
		while(存在未对账订单){
			// 查询运单库
			dos.add(getDOrders());
			// 等待
			barrier.await();
			}
	});
	T2.start();
}
 
 

                