多线程：多线程设计模式：总体介绍

Posted 2020-10-05 云潇洒

多线程设计模式（一）：总体介绍

 多线程开发可以更好的发挥多核cpu性能，常用的多线程设计模式有：Future、Master-Worker、Guard Susperionsion、不变、生产者-消费者 模式；jdk除了定义了若干并发的数据结构，也内置了多线程框架和各种线程池；    锁（分为内部锁、重入锁、读写锁）、ThreadLocal、信号量等在并发控制中发挥着巨大的作用。

多线程设计模式：
1.Single Threaded Execution Pattern
   [同一时刻只允许一个线程操作]

比喻：三个挑水的和尚，只能同一时间一个人过桥，不然都掉河里喂鱼了。
总结：在多个线程同时要访问的方法上加上synchronized关键字。

 

2.Immutable Pattern
   [变量赋值一次后只能读取，不能改变。]
   比喻：一夫多妻制，多个妻子共享一个丈夫。一旦赋值，任何一个妻子不能更改共享的 husband为其它人。
   总结：将多线程共享的变量用final关键字修饰。

3.Guarded Suspension Pattern
   [要等到我准备好哦，没准备好就在门口等着，准备好了再叫你。]
   比喻：

        GG：小伙子去MM家，敲门...
        MM：我在换衣服，稍等。
        GG：等待 【调用wait()方法挂起自己的线程】
        MM：换好了，进来吧 【调用notify()或着notifyAll()方法通知GG】
   总结：判断某个条件是否为真，如果条件成立则继续执行一步，如果条件不成立用wait()方法挂起当前线程，条件为真后由另一个线程用notify()或 着notifyAll()方法唤醒挂起的线程。

4.Balking Pattern
   [有人在做了？哈哈，太好了，我就不过去了！]
   比喻：饭店里我想好了要点的菜后，高高的举起手示意服务生过来，一个服务生准备过去的时候看到另外一个服务生已经过去了，哈哈已经有人过去了我就不过去了。
   总结：设置一个volatile的共享变量，多个线程进入同一方法时，判断变量的值是否为真，如果为真说明有人已经在做这个工作了，线程返回，反之将变量赋值为真并执行。
   
5.Producer-Consumer Pattern
   [生产-消费者，你生产蛋榚我来吃。]
   比喻(1)：一群猪围着猪食槽的一头，塞进几块玉米饼后，群猪争先恐后从食槽头抢，谁抢到谁吃。
   比喻(2)：一群猪围着猪食槽的头和尾，塞进几块玉米饼后，群猪争先恐后从食槽头和食槽尾抢，谁抢到谁吃。
   总结：<1>生产者将生产出来的东西add(E e)到一个Queue,然后唤醒正在从Queue等东西的线程，用poll()方法从队列的头获取到东西，当Queue里的东西被取完，取东西的线程再次被挂起。
           <2>生产者将生产出来的东西放入(方法很多，有add(E e)、addFirst(E e)、addLast(E e)等)一个Deque,然后唤醒正在从Queue等东西的线程，线程从Deque的头和尾取东西，当Deque里的东西被取完，取东西的线程再次被挂起。

6.Read-Write Lock Pattern
   [学生抄的时候，不允许老师擦掉黑板上的字。]
   比喻：老师在黑板上写了些字，下面的同学在拼命的抄，过会儿老师要写些新的字，写新字要擦掉原来的那些，问：都写完了么？如果都回答写完了，就擦掉原来的字写新的，如果还有一个回答没写完，就等待最后一个同学抄完再写。
   总结：Jdk1.5及以上有专门的读写锁实现
        java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock.ReadLock；
       java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock.WriteLock；
7.Thread-Per-Message Pattern  
   [一任务一线程]
   总结：一个客人一个妞服务，好是好，可是天朝扫黄太厉害，现在狼多肉少哇，用线程池吧，轮流服务。

8.Worker Thread Pattern
   [同Producer-Consumer Pattern]

 

9.Future Pattern
   [给您一张提货单，下午来取。]
   比喻：
       李刚：大钞票一摔，来只大蛋榚！
       店员：对不起没这么大的，但现做，给您张单子，下午xx点来取。
       李刚：取货单？？，上面都写了些啥？
            订单号：SB01
             客户名：李刚
             已付款：250
          取货时间：PM2:50   
   总结：调用某个方法时，这个方法可能需要请求其它系统，这个过程比较耗时，为了提高客户的体验需要方法立即返回，过一段时间再查询结果。
          在程序里声明一个Hashmap,Key保存订单号,Value保存生产出的蛋榚，然后根据订单号取得对应的蛋榚。

10.Two-Phase Termination Pattern
   [玩具收拾好，睡觉去]
   比喻：小孩子在玩具，到点了妈妈喊：别玩了，睡觉去！
   总结：一个线程在while(!isInterrupted()){..}循环中执行，另外一个线程判断某个条件达到后获得准备被结束线程的句柄，调用interrupt()
        设置线程的中断状态。
11.Thread-Specific Storage Pattern
   [线程私有物品保管箱]
    总结：一个方法可能会被同一个线程访问多次，如果每访问一次就要声明一个数据库连接的Connection变量，则对程序的性能有影响。将Connection放在ThreadLocal里，这样每次访问就不必再产生一个Connection,同一个线程对应同一个Connection.

 

转自：http://sunnylocus.iteye.com/blog/805855