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這里有您想知道的互聯(lián)網(wǎng)營銷解決方案
你會用Java代碼模擬高并發(fā)嗎？

Java通過代碼模擬高并發(fā)可以以最快的方式發(fā)現(xiàn)我們系統(tǒng)中潛在的線程安全性問題，此處使用Semaphore（信號量）和 CountDownLatch（閉鎖）搭配ExecutorService（線程池）來進行模擬，主要介紹如下：

目前創(chuàng)新互聯(lián)已為超過千家的企業(yè)提供了網(wǎng)站建設(shè)、域名、虛擬空間、網(wǎng)站托管運營、企業(yè)網(wǎng)站設(shè)計、隆林網(wǎng)站維護等服務，公司將堅持客戶導向、應用為本的策略，正道將秉承"和諧、參與、激情"的文化，與客戶和合作伙伴齊心協(xié)力一起成長，共同發(fā)展。

1、Semaphore

JDK 1.5之后會提供這個類

Semaphore是一種基于計數(shù)的信號量。它可以設(shè)定一個閾值，基于此，多個線程競爭獲取許可信號，做完自己的申請后歸還，超過閾值后，線程申請許可信號將會被阻塞。Semaphore可以用來構(gòu)建一些對象池，資源池之類的，比如數(shù)據(jù)庫連接池，我們也可以創(chuàng)建計數(shù)為1的Semaphore，將其作為一種類似互斥鎖的機制，這也叫二元信號量，表示兩種互斥狀態(tài)。

2、CountDownLatch

JDK 1.5之后會提供這個類，

CountDownLatch這個類能夠使一個線程等待其他線程完成各自的工作后再執(zhí)行。例如，應用程序的主線程希望在負責啟動框架服務的線程已經(jīng)啟動所有的框架服務之后再執(zhí)行。

CountDownLatch是通過一個計數(shù)器來實現(xiàn)的，計數(shù)器的初始值為線程的數(shù)量。每當一個線程完成了自己的任務后，計數(shù)器的值就會減1。當計數(shù)器值到達0時，它表示所有的線程已經(jīng)完成了任務，然后在閉鎖上等待的線程就可以恢復執(zhí)行任務。

如下圖：

以上兩個類可以搭配使用，達到模擬高并發(fā)的效果，以下使用代碼的形式進行舉例：

  
 
 
    
   
  
  
  1. package modules; 
    2.    
  
  
  2. import java.util.concurrent.CountDownLatch; 
    3.    
  
  
  3. import java.util.concurrent.ExecutorService; 
    4.    
  
  
  4. import java.util.concurrent.Executors; 
    5.    
  
  
  5. import java.util.concurrent.Semaphore; 
    6.    
  
  
  6. public class CountExample { 
    7.    
  
  
  7.  // 請求總數(shù) 
    8.    
  
  
  8.  public static int clientTotal = 5000; 
    9.    
  
  
  9.  // 同時并發(fā)執(zhí)行的線程數(shù) 
    10.    
  
  
  10.  public static int threadTotal = 200; 
    11.    
  
  
  11.  public static int count = 0; 
    12.    
  
  
  12.  public static void main(String[] args) throws Exception { 
    13.    
  
  
  13.  ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); 
    14.    
  
  
  14.  //信號量，此處用于控制并發(fā)的線程數(shù) 
    15.    
  
  
  15.  final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal); 
    16.    
  
  
  16.  //閉鎖，可實現(xiàn)計數(shù)器遞減 
    17.    
  
  
  17.  final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal); 
    18.    
  
  
  18.  for (int i = 0; i < clientTotal ; i++) { 
    19.    
  
  
  19.  executorService.execute(() -> { 
    20.    
  
  
  20.  try { 
    21.    
  
  
  21.     //執(zhí)行此方法用于獲取執(zhí)行許可，當總計未釋放的許可數(shù)不超過200時， 
    22.    
  
  
  22.     //允許通行，否則線程阻塞等待，直到獲取到許可。 
    23.    
  
  
  23.  semaphore.acquire(); 
    24.    
  
  
  24.  add(); 
    25.    
  
  
  25.  //釋放許可 
    26.    
  
  
  26.  semaphore.release(); 
    27.    
  
  
  27.  } catch (Exception e) { 
    28.    
  
  
  28.  //log.error("exception", e); 
    29.    
  
  
  29.  e.printStackTrace(); 
    30.    
  
  
  30.  } 
    31.    
  
  
  31.  //閉鎖減一 
    32.    
  
  
  32.  countDownLatch.countDown(); 
    33.    
  
  
  33.  }); 
    34.    
  
  
  34.  } 
    35.    
  
  
  35.  countDownLatch.await();//線程阻塞，直到閉鎖值為0時，阻塞才釋放，繼續(xù)往下執(zhí)行 
    36.    
  
  
  36.  executorService.shutdown(); 
    37.    
  
  
  37.  log.info("count:{}", count); 
    38.    
  
  
  38.  } 
    39.    
  
  
  39.  private static void add() { 
    40.    
  
  
  40.  count++; 
    41.    
  
  
  41.  } 
    42.    
  
  
  42. } 
    43.

如上方法模擬5000次請求，同時最大200個并發(fā)操作，觀察最后的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)每次的結(jié)果都有差別，和預期不符，得出結(jié)果部分如下：

  
 
 
    
   
  
  
  1. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:4997 
    2.    
  
  
  2. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000 
    3.    
  
  
  3. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:4995 
    4.    
  
  
  4. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:4998 
    5.

最后結(jié)論：add 方法 非線程安全

那如何保證add方法 線程安全，將add方法進行如下修改即可：

  
 
 
    
   
  
  
  1. private static void add() { 
    2.    
  
  
  2.  count.incrementAndGet(); 
    3.    
  
  
  3. } 
    4.

執(zhí)行結(jié)果如下：

  
 
 
    
   
  
  
  1. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000 
    2.    
  
  
  2. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000 
    3.    
  
  
  3. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000 
    4.    
  
  
  4. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000 
    5.    
  
  
  5. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000 
    6.    
  
  
  6. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000 
    7.    
  
  
  7. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000 
    8.    
  
  
  8. 22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000 
    9.

最后結(jié)論：修改后 的 add 方法 線程安全


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