欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

程序员文章站 2024-01-18 22:10:46
...

原创声明:本文来源于公众号【胖滚猪学编程】,转载请注明出处。

上一节【漫画】JAVA并发编程三大Bug源头(可见性、原子性、有序性)我们聊了聊并发编程的三个bug源头,这还没开始进入并发世界,胖滚猪就遇到了难题。。

这个难题是所有初学者都会有的疑惑:没法复现那些理论知识告诉我们的bug。但是实际操练很重要,那么在本地开发环境,到底应该怎样模拟并发呢?

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

模拟并发工具大全

在本地模拟并发环境的方法有挺多的,比较热门的有以下几种,包括工具和代码:

1、Postman:Http请求模拟工具,可以设置发起N个请求(但不推荐,并不专业)

2、Apache Bench(AB):Apache 服务器的一个web压力测试工具,是一个命令行工具,可根据命令创建很多并发访问线程,模拟多个访问者同时对某一个URL地址进行访问。总体来说,ab工具小巧简单,上手学习较快,可以提供需要的基本性能指标;但是缺点就是没有图形化结果,不能监控。

3、Apache JMeter:Apache组织开发的基于Java的压力测试工具。功能相比AB会更加强大,尤其是有GUI图形化界面,这一点很爽。另外jmeter是一次完整的请求和返回;AB只是发出去请求,并不对返回做处理。如果你希望看到返回结果,那么也应该选择JMeter。

4、JAVA代码:包括CountDownLatch、CyclicBarrier等

我们主要说一下如何通过jmeter和代码来模拟并发环境,也推荐使用这两种方式。

CountDownLatch(等待多线程完成)

原创声明:本文来源于公众号【胖滚猪学编程】,转载请注明出处。

countDownLatch是在java1.5被引入,存在于java.util.cucurrent包下。

这个类能使一个线程等待其他线程各自执行完毕后再执行

它是通过一个计数器来实现的,计数器的初始值是线程的数量。每当一个线程执行完毕后,计数器的值就-1,当计数器的值为0时,表示所有线程都执行完毕,然后在闭锁上等待的线程就可以恢复工作了。

如图所示,初始值cnt=3,线程A执行了await方法所以被阻塞等待,T1\T2\T3线程通过调用countDown,让计数器减一,直到cnt=0后,Thread A才恢复运行。换句话说就是,Thread A需要等待其他三个线程都执行完才能执行: 【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

countDownLatch类中只提供了一个构造器:

//参数count为计数值
public CountDownLatch(int count) {  };
countDownLatch类中有三个方法是最重要的:

//调用await()方法的线程会被挂起,它会等待直到count值为0才继续执行

public void await() throws InterruptedException { };
//和await()类似,只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };
//将count值减1
public void countDown() { };

举例:需求是处理一个Excel,Excel有很多行数据,为了效率,我们可以使用多线程处理,但是处理完所有行数据后,需要通知到主线程。如果没有countDownLatch,那么效果是这样的,还没处理完呢你就说我结束了:

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

如果在主线程上加上countDownLatch,并且调用await()方法,那么主线程会被挂起,它会等待直到count值为0才继续执行:

    static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(100);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                doWork();
                countDownLatch.countDown();
            });
            thread.start();

        }
        countDownLatch.await();
        System.out.println("处理完整个excel的结束时间"+System.currentTimeMillis());
    }

    public static void doWork(){
        System.out.println("处理行数据,时间"+System.currentTimeMillis());
    }

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

Thread thread = new Thread(() -> {
    try {
        countDownLatch.await();
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    doWork();
});
thread.start();
countDownLatch.countDown();

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

线程池

 ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(100,
         200, 60, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(20000), new ThreadFactory() {
     @Override
     public Thread newThread(Runnable r) {
         return new Thread(r);
     }
 });

CyclicBarrier(同步屏障)

原创声明:本文来源于公众号【胖滚猪学编程】,转载请注明出处。

CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用(Cyclic)的屏障(Barrier)。它要做的事情是,让一组线程到达一个屏障(也可以叫同步点)时被阻塞,直到最后一个线程到达屏障时,屏障才会开门,所有被屏障拦截的线程才会继续干活。

如下图所示,一共4个线程A、B、C、D,它们到达屏障的顺序可能各不相同。当A、B、C到达栅栏后,由于没有满足总数【4】的要求,所以会一直等待,当线程D到达后,栅栏才会放行。

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

CyclicBarrier构造方法

//其参数表示屏障拦截的线程数量
public CyclicBarrier(int parties)
//多了回调函数
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

主要方法如下

//调用await方法的线程告诉CyclicBarrier自己已经到达同步点,然后当前线程被阻塞。直到parties个参与线程调用了await方法,阻塞线程才会执行。
public int await()
//带超时时间参数
public int await(long timeout, TimeUnit unit)
//重置
public void reset()

根据这一特性,我们也可以用于并发模拟,如下代码就是模拟了5个线程并发执行:

  private static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5);

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
      ExecutorService executorService = ExecutorServiceUtils.getExecutor();
      for (int i = 0; i < 20; i++) {
          int finalI = i;
          Thread.sleep(1000);
          executorService.submit(() -> {
              try {
                  doWork(finalI);
              } catch (Exception e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          });
          //通过打印日志 得出它具有自动重置功能
          log.info("Parties={} 等待中{}",cyclicBarrier.getParties(),cyclicBarrier.getNumberWaiting());
      }
      executorService.shutdown();
  }

  public static void doWork(Integer threadNum) throws Exception {
      Thread.sleep(1000);
      log.info("{} is ready", threadNum);
      cyclicBarrier.await();
      log.info("{} continue", threadNum);
  }

CountDownLatch 和 CyclicBarrier 的主要区别:

1、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。

2、CountDownLatch是减计数方式,而CyclicBarrier是加计数方式。

3、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。

4、除此之外,CyclicBarrier 还可以设置回调函数,可以说是功能丰富。而CountDownLatch不支持回调函数。

好了,现在再回到最开头那段无法复现的代码,我们用CyclicBarrier来改写一下,你就可以看到出现0的情况了。

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

另外还要说一点:即使是真正的并发执行了,出问题依旧是小概率事件,本人亲测运行了15次才出现0的结果。运气不好可能运行100次还是不会看到。不必太过于纠结这些哦!

JMeter工具

1、下载好后解压目录,配置环境变量,运行jmeter.bat即可

2、添加一个线程组:

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

3、配置线程组相关属性,主要是线程数量以及是否循环,这里我们设置并发线程数是50,执行完每个线程后不需要循环:

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

4、添加http请求,比如我们要测试/test接口的请求:

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

配置http ip\端口\编码格式等:

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

5、添加两个监听器、用于执行结束后查看图形结果和查看结果数:

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

6、运行线程组,就可以输出我们的结果了

【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

好了,今天就到这里了,又到了要跟大家说拜拜的时候了~

原创声明:本文来源于公众号【胖滚猪学编程】,转载请注明出处。

本文转载自公众号【胖滚猪学编程】 用漫画让编程so easy and interesting!欢迎关注!