Java 多线程使用

工作中遇到的问题，记录下解决的思路

问题：

　　对磁盘进行碎片化测试(比如说，磁盘空间是16G)，从64K开始写文件，写满后删除一半，然后写32K 的数据，写满后删除一半。。。直到4K写满删除一般算是结束

第一阶段：

　　使用单独的一个线程进行操作，先写数据，然后删除数据，用循环控制跳出

代码

public class Task extends Thread{

    public void run() {

        int size = 64;

        while(size >=4){

            write(size);

            delete();

            size /= 2;

        }

    }

    private void write(int size){

        //省略具体的写数据方法，判断是否写满

    }

    private void delete(){

        //省略删除的方法

    }

}

上述的代码已经实现了功能，但是如果空间很大，怎么半？一个线程写的也太慢了，如何提高效率，写入的速度？

办法就是使用多线程，多个线程同时写，肯定能提升不小的效率

第二阶段：

　　使用多个线程进行操作，代码和第一阶段的代码没有变化，共同写同一个磁盘就行

然后出现了新的问题，多线程操作，到最后肯定会出现剩余的磁盘空间就够一个线程使用(假如是线程A )，其他线程已经写完了该阶段的内容(假如是线程B,C,D)，开始执行删除操作了，此时，这4个线程有的在写入数据，有的在删除数据，会导致线程A一直读到有剩余空间可以写入(因为其他线程在删除文件，腾出新的空间)，这样到最后4K的时候，就出现了A 线程还在写，其他的线程都已经停止好久了。又浪费了好多时间。

　　如何解决呢？我想到了使用线程的同步，A线程写完了就等其他线程，等到所有的线程都写完了，大家一起开始删除，等到大家都删除完成了，再一起开始下一个阶段的写入

　　那该如何等待呢？

　　我用了Object类的wait()和notifyAll()方法。

第三阶段：

　　使用同步解决其他线程结束，就剩余一个线程写的问题，进一步的提高效率

代码

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

/**

 * 状态信息类

 */

public class Status {

    private int finishCount = 0;

    private int threadCount = 0;

    // 存储每个线程的状态

    private Map<Integer, Boolean> maps;

    public Status(int threadCount) {

        this.maps = new HashMap<Integer, Boolean>();

        this.threadCount = threadCount;

    }

    //更新当前线程是否在等待状态，status = true表示已经在等待了

    public synchronized void setStatus(int threadIndex, boolean statu) {

        maps.put(threadIndex, statu);

    }

    public boolean getStatus() {

        boolean result = true;

        for (Map.Entry<Integer, Boolean> entry : maps.entrySet()) {

            result = result && entry.getValue();

        }

        return result;

    }

    // 更新已经完成的线程个数(全部各个阶段执行完调用)

    public synchronized void updateFinishCount() {

        this.finishCount += 1;

    }

    public int getFinishCount() {

        return finishCount;

    }

}

/**

 * 观察线程

 */

public class Watcher extends Thread{

    private int threadCount = 0;

    private Status status;

    public Watcher(Status status,int threadCount ) {

        this.status = status;

        this.threadCount = threadCount;

    }

    public void run() {

         while(true){

             //检查是否所有status对象上的线程是否都在等待

             if(status.getStatus()){

                 status.notifyAll();

             }

             //检查是否所有线程全部执行完成

             if(status.getFinishCount() == threadCount){

                 break;

             }

         }

    }

}

/**

 * 具体执行任务的线程

 */

public class Task extends Thread{

    private Status status;

    private int index;

    public Task(Status status,int index) {

        this.status = status;

        this.index =index;

    }

    public void run() {

        int size = 64;

        while(size >=4){

            write(size);

            synchronized (status) {

                status.setStatus(index, true);//设置为等待状态

                try {

                    status.wait();

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

            status.setStatus(index, false);//取消等待状态

            delete();

            synchronized (status) {

                status.setStatus(index, true);//设置为等待状态

                try {

                    status.wait();

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

            status.setStatus(index, false);//取消等待状态

            size /= 2;

        }

    }

    private void write(int size){

        //省略具体的写数据方法，判断是否写满

    }

    private void delete(){

        //省略删除的方法

    }

}

现在看起来是完美了，但是实际的运行过程中，会发现，真的没有控制住线程的同步，还是出现了之前的第二阶段的问题，有一个线程比其他线程慢，而且出现了一个线程没有按照依次递减的顺序执行的古怪情况，我想应该是没有真正的同步造成的。之后又去查找资料，发现Java提供了一个类，就像是为这种情况量身定做的。它就是 CyclicBarrier ，它自己维护了一个计数器，每当调用一次await()方法，就会阻塞当前的线程，并且计数器减一,计数器的值来源于构造方法，计数器为0的时候，就解除阻塞，更好的是，当计数器为0时，再调用await()方法的时候，会将计数器变成初始值减一，重新开始一个循环。

第四阶段：

**

 * 具体执行任务的线程

 */

public class Task extends Thread {

    private CyclicBarrier cyclicBarrier;

    public Task(CyclicBarrier cyclicBarrier) {

        this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;

    }

    public void run() {

        int size = 64;

        while (size >= 4) {

            write(size);

            try {

                cyclicBarrier.await();

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            } catch (BrokenBarrierException e) {

                //捕获到该异常的话，表示这个线程不用等待了，需要处理一下，唤醒其他阻塞的线程

                e.printStackTrace();

            }

            delete();

            try {

                cyclicBarrier.await();

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            } catch (BrokenBarrierException e) {

                e.printStackTrace();

            }

            size /= 2;

        }

    }

    private void write(int size) {

        // 省略具体的写数据方法，判断是否写满

    }

    private void delete() {

        // 省略删除的方法

    }

}

测试的代码

public class Test {

    private static final int THREAD_COUNT = 4;

    public static void main(String[] args) {

         CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(THREAD_COUNT);

         for(int i=0;i<THREAD_COUNT;i++){

             new Task(barrier).start();

         }

    }

}

巴特西

Java 多线程使用

最新文章

热门文章