多线程06 单例模式,阻塞队列以及模拟实现

前言

上篇文章我们讲了wait和notify两个方法的使用.至此,多线程的一些基本操作就已经结束了,今天我们来谈谈多线程的一些简单应用场景.

单例模式

单例模式,顾名思义,只有一个实例的模式,我们有两种实现方式,分别是懒汉式和饿汉式,我们来分别给出代码.

饿汉式(此处的饿表示创建实例的迫切,所以我们定义成一个类变量即可,然后提供他的私有构造方法,提供获取实例的方法,由于是随着类的加载而加载,所以该实例是无线程安全问题的.)

class singleTon{
    private static singleTon instance = new singleTon();
    public static singleTon getInstance(){
        return instance;
    }
    private  singleTon(){

    }
}

懒汉式(需要的时候再创建,这个是在第一次使用的时候再创建实例,就有可能引发线程安全的问题,下面我给出代码)

class SingleTonLazy{
    //引用指向唯一实例
    private static volatile SingleTonLazy instance = null;
    private static final Object lock = new Object();
    public static SingleTonLazy getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (lock){
                if(instance == null){
                    instance = new SingleTonLazy();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
    private SingleTonLazy(){

    }
}

你可能会想,这里为啥判断了两次instance不为空,并且又加了一个锁呢??

1.首先,内层if是判断是否要创建instance对象

2.加锁的原因是在多线程的情况下,可能cpu调度到线程1后执行了一个判断,就去调度到线程2了,然后再次调度到线程1时,又创建了一个实例,此时这个锁是为了帮助判空创建对象的操作保证原子性的

3.最后一个if其实是为了不让每次都持有和释放锁,只有第一次持有和释放锁,来降低锁的消耗

阻塞队列

下面我们介绍一下阻塞队列,基于这个就构成了当前经常使用的 - 消息队列

其实在日常生活中,它的使用很多,比如举例如下

淘宝等商城软件,在首页要获取到用户信息和商品信息

这样假设用户信息服务器挂了,可能导致整个服务挂了

此时我们引入消息队列

让请求接收服务器直接将请求放到信息队列中,让其他的服务器依次来取即可

好处

1.降低了服务器之间的耦合度,此时如果添加服务器可以直接添加,一个服务器宕机对其他的服务影响小

2.削峰填谷

请求多的时候,可以先存放在消息队列中慢慢处理

下面我们来简单实现一个简易消息队列(基于循环队列)

class MyBlockingQueue{
    private String[] elems = null;
    private int head = 0;
    private int tail = 0;
    private int size = 0;

    private  final  Object lock = new Object();

    public MyBlockingQueue(int capacity) {
        elems = new String[capacity];
    }
    public void put(String elem) throws InterruptedException {
        synchronized (lock){
            while (size >= elems.length){
                //满了需要阻塞
                lock.wait();
            }
            //加元素
            elems[tail] = elem;
            tail++;
            if(tail>=elems.length){
                tail = 0;
            }
            //使用elem % elems.length也行
            size++;
            lock.notify();
        }
    }
    public String take() throws InterruptedException {
        synchronized (lock){
            while(size == 0){
                lock.wait();
                //阻塞
            }
            String elem = elems[head];
            head++;
            if(head>= elems.length){
                head = 0;
            }
            size--;
            lock.notify();
            return elem;
        }

    }
}