丨如何使用設(shè)計模式優(yōu)化并發(fā)編程

publicclassQueryIdActionpublicvoidexecute(Contextcontext)trytrylongid=}(InterruptedException{}}}//執(zhí)行方publicclassExecutionTaskimplementsRunnableprivateQueryNameActionqueryNameAction=newprivateQueryIdActionqueryIdAction=newpublicvoidrun()finalContextcontext=newSystem.out.println("ThenamequerySystem.out.println("TheidquerySystem.out.println("TheNameis"+context.getName()"and}}publicstaticvoidmain(String[]args)72

IntStream.range(1,5).forEach(i->newThread(newContextTest().new}執(zhí)行結(jié)果代ThenamequeryThenamequeryThenamequeryThenamequeryTheidqueryTheidqueryTheidqueryTheidqueryTheNameisThread-1andidTheNameisThread-2andidTheNameisThread-3andidTheNameisThread-0andid然而這種方式太笨拙了，每次調(diào)用方法時，都需要傳入Context為參數(shù)，而且影響一些除了以上這些方法，其實我們還可以使用ThreadLocal實現(xiàn)上下文。ThreadLocal是線程本地變量，可以實現(xiàn)多線程的數(shù)據(jù)。ThreadLocal為每一個使用該變量的線程都提供一份獨立的副本，線程間的數(shù)據(jù)是的，每一個線程只能各自內(nèi)部的副本變量。ThreadLocal中有三個常用的方法：set、get、initialValue，我們可以通過以下一個簡單的例子來看看ThreadLocal的使用：代privatevoidtestThreadLocal()Threadt=newThread()ThreadLocal<String>mStringThreadLocal=new4publicvoidrun() 14接下來，我們使用ThreadLocal來重新實現(xiàn)最開始的上下文設(shè)計。你會發(fā)現(xiàn)，我們在兩個方法中并沒有通過變量來傳下文，只是通過ThreadLocal獲取了當前線程的上下文信代publicclassContextTest//上下文publicstaticclassContextprivateStringprivatelong6publiclonggetId()return publicvoidsetId(longid) this.id= publicStringgetName() return publicvoidsetName(Stringname) = //上下文到ThreadLocal publicfinalstaticclassActionContext privatestaticfinalThreadLocal<Context>threadLocal=new protectedContextinitialValue() returnnew publicstaticActionContextgetActionContext() return publicContextgetContext() return //獲取ActionContext單 publicstaticclassContextHolder privatefinalstaticActionContextactionContext=new //設(shè)置上下文名publicclassQueryNameActionpublicvoidexecute()tryStringname= }catch(InterruptedExceptione) //設(shè)置上下文publicclassQueryIdActionpublicvoidexecute()trylongid=}catch(InterruptedExceptione) //執(zhí)行方publicclassExecutionTaskimplementsRunnableprivateQueryNameActionqueryNameAction=newprivateQueryIdActionqueryIdAction=new publicvoidrun() queryNameAction.execute();// System.out.println("Thenamequery queryIdAction.execute();//設(shè)置線程 System.out.println("Theidquery System.out.println("TheNameis"+ publicstaticvoidmain(String[]args)IntStream.range(1,5).forEach(i->newThread(newContextTest().new 93運行結(jié)果代ThenamequeryThenamequeryThenamequeryThenamequeryTheidqueryTheidqueryTheidqueryTheidqueryTheNameisThread-2andidTheNameisThread-0andidTheNameisThread-1andidTheNameisThread-3andidThread-Per-Message設(shè)計模式翻譯過來的意思就是每個消息一個線程的意思。例如，我們在處理Socket通信的時候，通常是一個線程處理以及I/O讀寫，如果I/O讀這個時候Thread-Per-Message模式就可以很好地解決這個問題，一個線程I/O事件，每當?shù)揭粋€I/O，則交給另一個處理線程執(zhí)行I/O操作。下面，我們還是通代//IO處publicclassServerHandlerimplementsprivateSocket4publicServerHandler(Socketsocket)this.socket= 8publicvoidrun()BufferedReaderin=PrintWriterout=Stringmsg=tryin=newBufferedReader(newout=newwhile((msg=in.readLine())!=null&&msg.length()!=0){//當連接成功后在System.out.println("serverreceived:"+ }catch(Exceptione)}finallytry}catch(IOExceptione) try}catch(Exceptione) try}catch(IOExceptione) 41代//SocketpublicclassServer3privatestaticintDEFAULT_PORT=privatestaticServerSocket6publicstaticvoidstart()throwsIOException publicstaticvoidstart(intport)throwsIOExceptionif(server!=null) try //啟動服 server=new //通過無線循環(huán)客戶端連 while(true) Socketsocket= //當有新的客戶端接入時，會執(zhí)行下 longstart= newThread(new longend= }finally

System.out.println("Spendtimeis"+(end-

if(server!=null)System.out.println服務(wù)器已關(guān)閉。");}} publicstaticvoidmain(String[]args)throws//運行服務(wù)newThread(new{publicvoidrun()try}catch(IOExceptione)}}}}以上，我們是完成了一個使用Thread-Per-Message計模式實現(xiàn)的Socket務(wù)端的代使用這種設(shè)計模式，如果遇到大的高并發(fā)，就會出現(xiàn)嚴重的性能問題。如果針對每個I/O請求都創(chuàng)建一個線程來處理，在有大量請求同時進來時，就會創(chuàng)建大量線程，而此時JVM這里的Worker是工人的意思，代表在WorkerThread設(shè)計模式中，會有一些工人（線來。除了工人角色，WorkerThread設(shè)計模式中還包括了流水線和產(chǎn)品。這種設(shè)計模式相比Thread-Per-Message計模式，可以減少頻繁創(chuàng)建、銷毀線程所帶來我們可以假設(shè)一個場景來看下該模式的實現(xiàn)，通過WorkerThread計模式來完成一個物假設(shè)一個物流倉庫的物流分揀流水線上有8個機器人，它們不斷從流水線上獲取包裹并對代//publicclassPackageprivateStringprivateString5publicStringgetName()return 9publicvoidsetName(Stringname)= publicStringgetAddress()return publicvoidsetAddress(Stringaddress)this.address= publicvoidexecute()System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"executed 25//3finalstaticint3finalstaticintMAX_PACKAGE_NUM=45finalPackage[]6finalWorker[]7int8int9intPackageChannel(intworkers)this.packageQueue=newthis.head=this.tail=this.count=this.workerPool=new}voidinit()for(inti=0;i<workerPool.length;i++){workerPool[i]=newWorker("Worker-"+i,}}*switchtostartallofworkertovoidstartWorker()}synchronizedvoidput(Packagepackagereq)while(count>=packageQueue.length)try}catch(InterruptedExceptione)}}this.packageQueue[tail]=this.tail=(tail+1)%}synchronizedPackagetake()while(count<=0)try

代 }catch(InterruptedExceptione)

}Packagerequest=this.head=(this.head+1)%this.count--return}}代//publicclassWorkerextendsprivatestaticfinalRandomrandom=newprivatefinalPackageChannel5 publicWorker(Stringname,PackageChannelchannel)78this.channel=9}publicvoidrun()while(true)try}catch(InterruptedExceptione)}}}}代publicclassTestpublicstaticvoidmain(String[]args)//新建8finalPackageChannelchannel=new//開始工78915

//為流水線添加for(inti=0;i<100;i++)Packagepackagereq=newPackage();}}我們可以看到，這里有8個工人在不斷地分揀倉庫中已經(jīng)包裝好的商讀寫分離的業(yè)務(wù)場景中，則經(jīng)常會用到ThreadLocal實現(xiàn)動態(tài)切換數(shù)據(jù)源操作。但在使用ThreadLocal時，我們需要注意內(nèi)存泄漏問題，在之前的第25講中，我們已經(jīng)討論過這個當主線程處理每次請求都非常耗時時，就可能出現(xiàn)阻塞問題，這時候我們可以考慮將主線程業(yè)務(wù)分工到新的業(yè)務(wù)線程中，從而提高系統(tǒng)的并行處理能力。而Threa-Per-Message設(shè)計模式