看了几个月的《Java Concurrency in Practice》到了今天终于算可以收尾了,之前留下的看不懂的代码,现在也基本明晰了一些
全书介绍了很多细节问题,很多注意的点,很多原则性问题,个人感觉,无论看几遍,都是值得的。但很多都是一些需要去记忆的东西,这个是需要经验的积累的。
真正想在思考上,在设计上得到更大的提高,看来必然是要落在了concurrent包的数个同步器的实现的分析和对AQS的理解上了
同步器是针对一些通用的场景设计的,由Doug Lea实现的,换句话来说,其实从同步器可以看出常用的一些需求,既然有了需求,又学会了工具(AQS框架)的使用,就可以按照自己的思维,试着重新去实现一下了
CountDownLatch
CountDownLatch是针对这样一个需求设计的:n个参与者需要进行一件事情(比如开会),只有当他们都到了,才能正式开始,所以先到的需要等,并且同时开始
首先,先用点“拙劣”的工具(1.5之前的实现方法)试着写一下实现
public class TestOfCountDownLatches {
int count;
Object lock = new Object();
public TestOfCountDownLatches(int count)
{
this.count = count;
}
public void countDown()
{
synchronized(lock)
{
count--;
if(count == 0)
{
lock.notifyAll();
}
}
}
public void await() throws InterruptedException
{
synchronized(lock)
{
//中间还出现了点小问题:没写if(count == 0),这就导致了如果主线程先执行了countdown,其他线程再执行await,就会无限制的等待着了,从这个小错误也学会了并发框架的一个原则:阻塞还是不阻塞,应该是严格依赖于状态(state)的,而与先后次序没关系
if(count != 0)
lock.wait();
}
}
}
测试方法:
public long timeTasks1(int nThreads,final Runnable task)
{
final TestOfCountDownLatches endLatch = new TestOfCountDownLatches(nThreads);
final TestOfCountDownLatches startLatch = new TestOfCountDownLatches(1);
for(int i = 0;i<nThreads;i++)
{
Thread t = new Thread(){
public void run() {
try {
startLatch.await();
try {
task.run();
} finally {
endLatch.countDown();
}
} catch (InterruptedException ignored) { }
}
};
t.start();
}
long start = System.nanoTime();
try {
startLatch.countDown();
endLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
}
long end = System.nanoTime();
return end-start;
}
跑了一下,没啥问题,与CountDownLatches的功能基本一致的
再看看CountDownLatches的实现(主要是看它的同步器)
private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;
Sync(int count) {
setState(count);
}
int getCount() {
return getState();
}
//被await()调用
public int tryAcquireShared(int acquires) {
return getState() == 0? 1 : -1;
}
//被countDown()调用
public boolean tryReleaseShared(int releases) {
// Decrement count; signal when transition to zero
for (;;) {
int c = getState();
if (c == 0)
return false;
int nextc = c-1;
if (compareAndSetState(c, nextc))
return nextc == 0;
}
}
}
在实现原理上是一致的,await时比较一下state(相当于第一个版本的count),如果满足了,则不阻塞(返回1),如果不满足,阻塞(返回-1)(关于阻塞与否的代码都在AQS里面)
在countDown时则进行一下--操作,如果满足0“return nextc == 0;”了,则释放阻塞
既然主要目的是学习AQS,就debug了一下,尽量去了解AQS的实现原理
主要了解到以下几个方面:(下面的描述只针对AQS的shared模式)
1.AQS没用正常的wait,notifyAll,lock的阻塞等方法,而是用了一个LockSupport对象来支持类似操作,该对象的方法全是本地方法,相当于对synchronized和wait等操作用了一个统一的形式
2.AQS中维持了一个等待队列,很奇特的是,该等待队列“完全没用锁”,比如说一个acquice操作,当没成功的时候,是需要将该线程进入等待队列的,多线程的访问,所以这个入队的过程应该要保证它的原子性
但AQS没有这样做,它只用了一些非常高效的改变int型的原子方法(由Unsafe提供),针对每一个需要保证原子性的操作(如入队),它都用了一个while(true)这样的形式,一旦失败(比如发现队尾已经被别的线程改变了),则从新获取当前状态,重新入队,很神奇,很高效,同时也需要考虑得面面俱到的一个实现,在文章中称之为“非阻塞算法”,在后文会对该算法写一篇详细介绍
虽然用1.5之前的wait等方法可以实现,但无疑用AQS这套框架会更高效,响应更快
再贴一个使用CountDownLatches的例子做为结尾
public long timeTasks2(int nThreads, final Runnable task)
throws InterruptedException {
final CountDownLatch startGate = new CountDownLatch(1);
final CountDownLatch endGate = new CountDownLatch(nThreads);
for (int i = 0; i < nThreads; i++) {
Thread t = new Thread() {
public void run() {
try {
startGate.await();
try {
task.run();
} finally {
endGate.countDown();
}
} catch (InterruptedException ignored) { }
}
};
t.start();
}
long start = System.nanoTime();
startGate.countDown();
endGate.await();
long end = System.nanoTime();
return end-start;
}
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