场景:对账系统最近越来越慢,老板让优化,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。
对账系统代码抽象:
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);
}
思路:
单线程改成多线程并发执行。
我们创建了两个线程T1和T2,并行执行查询未对账订单getPOrders()和查询派送单getDOrders()这两个操作。在主线程中执行对账操作check()和差异写入save()两个操作。
主线程需要等待线程T1和T2执行完才能执行check()和save()这两个操作,为此我们通过调用T1.join()和T2.join()来实现等待,当T1和T2线程退出时,调用T1.join()和T2.join()的主线程就会从阻塞态被唤醒,从而执行之后的check()和save()。
while(存在未对账订单){
// 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);
}
CountDownLatch实现线程等待
在while循环里面,我们首先创建了一个CountDownLatch,计数器的初始值等于2,之后在pos = getPOrders();和dos = getDOrders();两条语句的后面对计数器执行减1操作,这个对计数器减1的操作是通过调用 latch.countDown(); 来实现的。在主线程中,我们通过调用 latch.await() 来实现对计数器等于0的等待。
// 创建2个线程的线程池
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);
}
再次思考:
两次查询操作能够和对账操作并行,对账操作还依赖查询操作的结果,这明显有点生产者-消费者的意思,两次查询操作是生产者,对账操作是消费者。既然是生产者-消费者模型,那就需要有个队列,来保存生产者生产的数据,而消费者则从这个队列消费数据。
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。
隐藏条件,就是线程T1和线程T2的工作要步调一致,不能一个跑得太快,一个跑得太慢,只有这样才能做到各自生产完1条数据的时候,通知线程T3。
CyclicBarrier实现线程同步
创建了一个计数器初始值为2的CyclicBarrier,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> dos;
// 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();
}
总结:
CountDownLatch主要用来解决一个线程等待多个线程的场景,可以类比旅游团团长要等待所有的游客到齐才能去下一个景点;而CyclicBarrier是一组线程之间互相等待,更像是几个驴友之间不离不弃。除此之外CountDownLatch的计数器是不能循环利用的,也就是说一旦计数器减到0,再有线程调用await(),该线程会直接通过。但CyclicBarrier的计数器是可以循环利用的,而且具备自动重置的功能,一旦计数器减到0会自动重置到你设置的初始值。除此之外,CyclicBarrier还可以设置回调函数。