wait、notify實(shí)戰(zhàn)之實(shí)現(xiàn)連接池

fuchenxuan 發(fā)布于2019-08-16 17:17 / 1260人閱讀

摘要：如果允許，則創(chuàng)建一個(gè)新的連接并返回給線程。然后在歸還連接成功之后，調(diào)用方法通知所有正在等待的線程可以繼續(xù)獲取連接了，但是繼續(xù)獲取連接時(shí)，還必須繼續(xù)搶奪鎖，只有占鎖成功的線程，才能繼續(xù)執(zhí)行獲取連接操作。

前言

在了解到wait、notify的使用方式之后，我們使用wait、notify來實(shí)現(xiàn)一個(gè)連接池。如果還有不清楚wait、notify使用的，請進(jìn)入傳送門：https://segmentfault.com/a/1190000019104391

連接池原理

首先我們先來了解下連接池的基本原理

線程調(diào)用連接池的方法來獲取連接

連接池內(nèi)部判斷連接池是否足夠，如果足夠則直接返回一個(gè)連接給線程

連接不夠的情況下，判斷連接池中是否允許新建連接(比如連接數(shù)小于最大連接數(shù))。如果允許，則創(chuàng)建一個(gè)新的連接并返回給線程。

如果不允許新建連接，則判斷是否允許等待空閑的連接，如果不允許，則未拿到連接

如果允許等待，之后就判斷等待是否超時(shí)。如果超時(shí)，也是未拿到連接，如果未超時(shí)，則繼續(xù)等待，一直循環(huán)。

代碼實(shí)現(xiàn)

首先我們有一個(gè)空實(shí)現(xiàn)的連接類Connection

@Data
static class Connection {
    private String connectionName;
    public Connection(String connectionName) {
        this.connectionName = connectionName;
    }
}

此處只為了測試，該類只有一個(gè)名字屬性。另外使用了lombok來自動(dòng)生成set、get方法
接下來就是連接池的基本實(shí)現(xiàn)

@Data
public class ConnectionPoolOfWaitNotify {

    private Integer capacity = 4;//連接池中的連接數(shù)
    LinkedList linkedList = new LinkedList<>(); //連接容器

    public ConnectionPoolOfWaitNotify() {
        IntStream.rangeClosed(1, capacity).forEach(i -> {//構(gòu)造方法中初始化所有連接
            linkedList.addLast(new Connection("connection-" + i));
        });
    }

    //獲取連接
    public Connection getConnectioin(long time) throws InterruptedException {
        synchronized (linkedList) {
            if (!linkedList.isEmpty()) {//如果存在，拿走第一個(gè)
                return linkedList.removeFirst();
            }

            if (time <= 0) {//等到拿到連接再返回
                while (linkedList.isEmpty()) {
                    linkedList.wait();
                }
                return linkedList.removeFirst();
            }

            long lastTime = System.currentTimeMillis() + time;
            long sleepTime = time;
            while (linkedList.isEmpty() && sleepTime > 0) {
                linkedList.wait(sleepTime);
                sleepTime = lastTime - System.currentTimeMillis();
            }

            if (!linkedList.isEmpty()) {
                return linkedList.removeFirst();
            } else {
                return null;
            }
        }
    }

    //歸還連接
    public void revertConnection(Connection connection) {
        synchronized (linkedList) {
            linkedList.addLast(connection);
            linkedList.notifyAll();//歸還連接后通知其他拿連接的線程
        }
    }
}

連接池中，主要有兩個(gè)方法。一個(gè)是獲取連接(可控制超時(shí)時(shí)間，超時(shí)時(shí)間小于等于0則永不超時(shí))，一個(gè)是歸還連接。
主要的邏輯在獲取連接的方法里面，當(dāng)獲取不到連接時(shí)，使用wait()方法來使得當(dāng)前獲取連接的線程進(jìn)入等待狀態(tài)。然后在歸還連接成功之后，調(diào)用notifyAll()方法通知所有正在等待的線程可以繼續(xù)獲取連接了，但是繼續(xù)獲取連接時(shí)，還必須繼續(xù)搶奪鎖，只有占鎖成功的線程，才能繼續(xù)執(zhí)行獲取連接操作。

測試

之后執(zhí)行以下測試代碼

public static void main(String[] args) {
    int allNum = 100;
    AtomicInteger successNum = new AtomicInteger(0);
    ConnectionPoolOfWaitNotify connectionPoolOfWaitNotify = new ConnectionPoolOfWaitNotify();
    IntStream.rangeClosed(1, allNum).parallel().forEach(i -> {
        Connection connection = null;
        try {
            connection = connectionPoolOfWaitNotify.getConnectioin(100);
            if (null != connection) {
                successNum.addAndGet(1);
                System.out.println("線程" + i + "拿到連接" + connection.getConnectionName());
                Thread.sleep(200);
            } else {
                System.out.println("線程" + i + "沒有拿到連接");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (null != connection) {
                connectionPoolOfWaitNotify.revertConnection(connection);
            }
        }
    });

    System.out.println("總共拿連接次數(shù)：" + allNum + "，拿到連接次數(shù)：" + successNum.get());
}

allNum為總共獲取連接次數(shù)，successNum當(dāng)中記錄獲取成功的次數(shù)。每次拿連接的超時(shí)時(shí)間為100毫秒，拿到連接后200的休眠(模擬業(yè)務(wù)處理)之后歸還連接。而且在構(gòu)造函數(shù)中直接初始化了所有的連接（讀者可以考慮下如何做到按需來初始化的話）。運(yùn)行后結(jié)果如下

線程23拿到連接connection-1
線程69沒有拿到連接
線程10拿到連接connection-2
線程74拿到連接connection-4
線程25拿到連接connection-3
線程6沒有拿到連接
線程70沒有拿到連接
線程72沒有拿到連接
線程71沒有拿到連接
線程73沒有拿到連接
線程75拿到連接connection-1
總共拿連接次數(shù)：100，拿到連接次數(shù)：25

100次只能拿到25次，那我們?nèi)绻O(shè)置永不超時(shí)呢?調(diào)用方式如下，修改超時(shí)時(shí)間為0即可

connection = connectionPoolOfWaitNotify.getConnectioin(0);

之后再次運(yùn)行結(jié)果如下

線程70拿到連接connection-1
線程58拿到連接connection-2
線程16拿到連接connection-3
線程60拿到連接connection-4
線程71拿到連接connection-1
線程59拿到連接connection-4
線程67拿到連接connection-3
線程68拿到連接connection-2
總共拿連接次數(shù)：100，拿到連接次數(shù)：100

OK，全部拿到，沒毛病

文章版權(quán)歸作者所有，未經(jīng)允許請勿轉(zhuǎn)載,若此文章存在違規(guī)行為，您可以聯(lián)系管理員刪除。

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