每个锁创建多个条件队列以避免虚假唤醒

内容简介：多个条件队列以实现更好的并发性。每个锁使用单独的条件队列的优点。以下是在无界队列之上的有界BlockingQueue的两个经典实现。

多个条件队列以实现更好的并发性。每个锁使用单独的条件队列的优点。

它避免了虚假的唤醒和上下文切换。例如，如果您使用notifyAll进行传统等待，则最终会唤醒正在等待不同条件的线程。
当您在单独的条件队列上等待时，您可以使用signal 而不是signalAll来进一步提高性能。

以下是在无界队列之上的有界BlockingQueue的两个经典实现。

每个锁具有单独的等待集

 <b>public</b> <b>class</b> BlockingQueue<T> {

    <b>private</b> <b>final</b> Queue<T> queue;
    <b>private</b> <b>final</b> Lock lockObj = <b>new</b> ReentrantLock();
    <b>private</b> <b>final</b> Condition empty = lockObj.newCondition();
    <b>private</b> <b>final</b> Condition full = lockObj.newCondition();
    <b>private</b> <b>int</b> maxLength;
    <b>private</b> <b>int</b> currentSize = 0;

    <b>public</b> BlockingQueue(<b>int</b> maxLength) {
      <b>this</b>.queue = <b>new</b> ArrayDeque<T>();
      <b>this</b>.maxLength = maxLength;
    }

    <b>public</b> <b>void</b> offer(T elem) throws InterruptedException {
      lockObj.lock();
      <b>try</b> {
        <b>while</b> (currentSize == maxLength) {
          full.await();
        }
        queue.offer(elem);
        currentSize++;
        empty.signal();
      } <b>finally</b> {
        lockObj.unlock();
      }
    }

    <b>public</b> T poll() throws InterruptedException {
      lockObj.lock();
      <b>try</b> {
        <b>while</b> (currentSize == 0) {
          empty.await();
        }
        T elem = queue.poll();
        currentSize--;
        full.signal();
        <b>return</b> elem;
      } <b>finally</b> {
        lockObj.unlock();
      }
    }
  }

使用JMH测试吞吐量：

Benchmark                           Mode  Cnt         Score        Error  Units
BenchmarkBlockingDequeu.testProduceAndConsume   thrpt   25     12500542.933      ± 374127.076 ops/s

旧的方式（单锁和等待）

 <b>public</b> <b>class</b> BlockingQueueWait<T> {


    <b>private</b> <b>final</b> Queue<T> queue;
    <b>private</b> <b>final</b> Object lockObj = <b>new</b> Object();
    <b>private</b> <b>int</b> maxLength;
    <b>private</b> <b>int</b> currentSize = 0;

    <b>public</b> BlockingQueueWait(<b>int</b> maxLength) {
      <b>this</b>.queue = <b>new</b> ArrayDeque<T>();
      <b>this</b>.maxLength = maxLength;
    }

    <b>public</b> <b>void</b> offer(T elem) throws InterruptedException {
      <b>synchronized</b> (lockObj) {
        <b>while</b> (currentSize == maxLength) {
          lockObj.wait();
        }
        queue.offer(elem);
        currentSize++;
        lockObj.notifyAll();
      }
    }

    <b>public</b> T poll() throws InterruptedException {
      <b>synchronized</b> (lockObj) {
        <b>while</b> (currentSize == 0) {
          lockObj.wait();
        }
        T elem = queue.poll();
        currentSize--;
        lockObj.notifyAll();
        <b>return</b> elem;
      }
    }
  }

使用JMH测试吞吐量：

Benchmark                         Mode  Cnt        Score       Error  Units
BenchMarkBlockingWait.testProduceAndConsume  thrpt   25     2702842.067    ± 24534.073  ops/s

如果你仔细看看上面的实现，ops /s的差异是巨大的，其中大部分是由虚假的唤醒引起的，并且没有使用显式条件队列和每个锁的等待集，你最终会浪费宝贵的cpu周期。因此，如果您正在编写并发库实现，请记住您有更好的并发支持，并且您可以为每个锁创建多个条件队列以避免虚假唤醒。

以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，也希望大家多多支持码农网

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