【漫画】JAVA并发编程之并发模拟工具

简介: 每个并发编程初学者都会遇到的疑惑,到底应该如何模拟并发环境呢?本文讲述并发模拟工具,助你一臂之力!

原创声明:本文来源于公众号【胖滚猪学编程】,转载请注明出处。

上一节【漫画】JAVA并发编程三大Bug源头(可见性、原子性、有序性)我们聊了聊并发编程的三个bug源头,这还没开始进入并发世界,胖滚猪就遇到了难题。。

这个难题是所有初学者都会有的疑惑:没法复现那些理论知识告诉我们的bug。但是实际操练很重要,那么在本地开发环境,到底应该怎样模拟并发呢?

_1

模拟并发工具大全

在本地模拟并发环境的方法有挺多的,比较热门的有以下几种,包括工具和代码:

1、Postman:Http请求模拟工具,可以设置发起N个请求(但不推荐,并不专业)

2、Apache Bench(AB):Apache 服务器的一个web压力测试工具,是一个命令行工具,可根据命令创建很多并发访问线程,模拟多个访问者同时对某一个URL地址进行访问。总体来说,ab工具小巧简单,上手学习较快,可以提供需要的基本性能指标;但是缺点就是没有图形化结果,不能监控。

3、Apache JMeter:Apache组织开发的基于Java的压力测试工具。功能相比AB会更加强大,尤其是有GUI图形化界面,这一点很爽。另外jmeter是一次完整的请求和返回;AB只是发出去请求,并不对返回做处理。如果你希望看到返回结果,那么也应该选择JMeter。

4、JAVA代码:包括CountDownLatch、CyclicBarrier等

我们主要说一下如何通过jmeter和代码来模拟并发环境,也推荐使用这两种方式。

CountDownLatch(等待多线程完成)

原创声明:本文来源于公众号【胖滚猪学编程】,转载请注明出处。

countDownLatch是在java1.5被引入,存在于java.util.cucurrent包下。

这个类能使一个线程等待其他线程各自执行完毕后再执行

它是通过一个计数器来实现的,计数器的初始值是线程的数量。每当一个线程执行完毕后,计数器的值就-1,当计数器的值为0时,表示所有线程都执行完毕,然后在闭锁上等待的线程就可以恢复工作了。

如图所示,初始值cnt=3,线程A执行了await方法所以被阻塞等待,T1T2T3线程通过调用countDown,让计数器减一,直到cnt=0后,Thread A才恢复运行。换句话说就是,Thread A需要等待其他三个线程都执行完才能执行:
image

countDownLatch类中只提供了一个构造器:

//参数count为计数值
public CountDownLatch(int count) {  };
countDownLatch类中有三个方法是最重要的:

//调用await()方法的线程会被挂起,它会等待直到count值为0才继续执行

public void await() throws InterruptedException { };
//和await()类似,只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };
//将count值减1
public void countDown() { };

举例:需求是处理一个Excel,Excel有很多行数据,为了效率,我们可以使用多线程处理,但是处理完所有行数据后,需要通知到主线程。如果没有countDownLatch,那么效果是这样的,还没处理完呢你就说我结束了:

image

如果在主线程上加上countDownLatch,并且调用await()方法,那么主线程会被挂起,它会等待直到count值为0才继续执行:

    static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(100);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                doWork();
                countDownLatch.countDown();
            });
            thread.start();

        }
        countDownLatch.await();
        System.out.println("处理完整个excel的结束时间"+System.currentTimeMillis());
    }

    public static void doWork(){
        System.out.println("处理行数据,时间"+System.currentTimeMillis());
    }

_2

Thread thread = new Thread(() -> {
    try {
        countDownLatch.await();
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    doWork();
});
thread.start();
countDownLatch.countDown();

_3

线程池

 ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(100,
         200, 60, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(20000), new ThreadFactory() {
     @Override
     public Thread newThread(Runnable r) {
         return new Thread(r);
     }
 });

CyclicBarrier(同步屏障)

原创声明:本文来源于公众号【胖滚猪学编程】,转载请注明出处。

CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用(Cyclic)的屏障(Barrier)。它要做的事情是,让一组线程到达一个屏障(也可以叫同步点)时被阻塞,直到最后一个线程到达屏障时,屏障才会开门,所有被屏障拦截的线程才会继续干活。

如下图所示,一共4个线程A、B、C、D,它们到达屏障的顺序可能各不相同。当A、B、C到达栅栏后,由于没有满足总数【4】的要求,所以会一直等待,当线程D到达后,栅栏才会放行。

image

CyclicBarrier构造方法

//其参数表示屏障拦截的线程数量
public CyclicBarrier(int parties)
//多了回调函数
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

主要方法如下

//调用await方法的线程告诉CyclicBarrier自己已经到达同步点,然后当前线程被阻塞。直到parties个参与线程调用了await方法,阻塞线程才会执行。
public int await()
//带超时时间参数
public int await(long timeout, TimeUnit unit)
//重置
public void reset()

根据这一特性,我们也可以用于并发模拟,如下代码就是模拟了5个线程并发执行:

  private static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5);

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
      ExecutorService executorService = ExecutorServiceUtils.getExecutor();
      for (int i = 0; i < 20; i++) {
          int finalI = i;
          Thread.sleep(1000);
          executorService.submit(() -> {
              try {
                  doWork(finalI);
              } catch (Exception e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          });
          //通过打印日志 得出它具有自动重置功能
          log.info("Parties={} 等待中{}",cyclicBarrier.getParties(),cyclicBarrier.getNumberWaiting());
      }
      executorService.shutdown();
  }

  public static void doWork(Integer threadNum) throws Exception {
      Thread.sleep(1000);
      log.info("{} is ready", threadNum);
      cyclicBarrier.await();
      log.info("{} continue", threadNum);
  }

CountDownLatch 和 CyclicBarrier 的主要区别:

1、CountDownLatch 主要用来解决一个线程等待多个线程的场景,可以类比旅游团团长要等待所有的游客到齐才能去下一个景点;

而CyclicBarrier 是一组线程之间互相等待,更像是几个驴友之间不离不弃。

2、CountDownLatch是减计数方式,而CyclicBarrier是加计数方式。

3、CountDownLatch 的计数器是不能循环利用的,也就是说一旦计数器减到 0,再有线程调用 await(),该线程会直接通过。

但CyclicBarrier 的计数器是可以循环利用的,而且具备自动重置的功能,一旦计数器减到 0 会自动重置到你设置的初始值。

4、除此之外,CyclicBarrier 还可以设置回调函数,可以说是功能丰富。而CountDownLatch不支持回调函数。

好了,现在再回到最开头那段无法复现的代码,我们用CyclicBarrier来改写一下,你就可以看到出现0的情况了。

image

另外还要说一点:即使是真正的并发执行了,出问题依旧是小概率事件,本人亲测运行了15次才出现0的结果。运气不好可能运行100次还是不会看到。不必太过于纠结这些哦!

JMeter工具

1、下载好后解压目录,配置环境变量,运行jmeter.bat即可

2、添加一个线程组:
image

3、配置线程组相关属性,主要是线程数量以及是否循环,这里我们设置并发线程数是50,执行完每个线程后不需要循环:
image

4、添加http请求,比如我们要测试/test接口的请求:
image

配置http ip端口编码格式等:
image

5、添加两个监听器、用于执行结束后查看图形结果和查看结果数:
image

6、运行线程组,就可以输出我们的结果了
image

好了,今天就到这里了,又到了要跟大家说拜拜的时候了~

原创声明:本文来源于公众号【胖滚猪学编程】,转载请注明出处。

相关文章
|
4天前
|
Java API Apache
Java编程如何读取Word文档里的Excel表格,并在保存文本内容时保留表格的样式?
【10月更文挑战第29天】Java编程如何读取Word文档里的Excel表格,并在保存文本内容时保留表格的样式?
24 5
|
2天前
|
存储 设计模式 分布式计算
Java中的多线程编程:并发与并行的深度解析####
在当今软件开发领域,多线程编程已成为提升应用性能、响应速度及资源利用率的关键手段之一。本文将深入探讨Java平台上的多线程机制,从基础概念到高级应用,全面解析并发与并行编程的核心理念、实现方式及其在实际项目中的应用策略。不同于常规摘要的简洁概述,本文旨在通过详尽的技术剖析,为读者构建一个系统化的多线程知识框架,辅以生动实例,让抽象概念具体化,复杂问题简单化。 ####
|
3天前
|
Java 开发者
在Java多线程编程的世界里,Lock接口正逐渐成为高手们的首选,取代了传统的synchronized关键字
在Java多线程编程的世界里,Lock接口正逐渐成为高手们的首选,取代了传统的synchronized关键字
19 4
|
2天前
|
设计模式 安全 Java
Java编程中的单例模式:理解与实践
【10月更文挑战第31天】在Java的世界里,单例模式是一种优雅的解决方案,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。本文将深入探讨单例模式的实现方式、使用场景及其优缺点,同时提供代码示例以加深理解。无论你是Java新手还是有经验的开发者,掌握单例模式都将是你技能库中的宝贵财富。
|
3天前
|
消息中间件 供应链 Java
掌握Java多线程编程的艺术
【10月更文挑战第29天】 在当今软件开发领域,多线程编程已成为提升应用性能和响应速度的关键手段之一。本文旨在深入探讨Java多线程编程的核心技术、常见问题以及最佳实践,通过实际案例分析,帮助读者理解并掌握如何在Java应用中高效地使用多线程。不同于常规的技术总结,本文将结合作者多年的实践经验,以故事化的方式讲述多线程编程的魅力与挑战,旨在为读者提供一种全新的学习视角。
23 3
|
2天前
|
设计模式 安全 Java
Java编程中的单例模式深入解析
【10月更文挑战第31天】在编程世界中,设计模式就像是建筑中的蓝图,它们定义了解决常见问题的最佳实践。本文将通过浅显易懂的语言带你深入了解Java中广泛应用的单例模式,并展示如何实现它。
|
3天前
|
存储 缓存 安全
Java内存模型(JMM):深入理解并发编程的基石####
【10月更文挑战第29天】 本文作为一篇技术性文章,旨在深入探讨Java内存模型(JMM)的核心概念、工作原理及其在并发编程中的应用。我们将从JMM的基本定义出发,逐步剖析其如何通过happens-before原则、volatile关键字、synchronized关键字等机制,解决多线程环境下的数据可见性、原子性和有序性问题。不同于常规摘要的简述方式,本摘要将直接概述文章的核心内容,为读者提供一个清晰的学习路径。 ####
15 2
|
4天前
|
安全 Java 调度
Java中的多线程编程入门
【10月更文挑战第29天】在Java的世界中,多线程就像是一场精心编排的交响乐。每个线程都是乐团中的一个乐手,他们各自演奏着自己的部分,却又和谐地共同完成整场演出。本文将带你走进Java多线程的世界,让你从零基础到能够编写基本的多线程程序。
17 1
|
7天前
|
Java 数据库连接 数据库
如何构建高效稳定的Java数据库连接池,涵盖连接池配置、并发控制和异常处理等方面
本文介绍了如何构建高效稳定的Java数据库连接池,涵盖连接池配置、并发控制和异常处理等方面。通过合理配置初始连接数、最大连接数和空闲连接超时时间,确保系统性能和稳定性。文章还探讨了同步阻塞、异步回调和信号量等并发控制策略,并提供了异常处理的最佳实践。最后,给出了一个简单的连接池示例代码,并推荐使用成熟的连接池框架(如HikariCP、C3P0)以简化开发。
20 2
|
8天前
|
缓存 Java 调度
Java中的多线程编程:从基础到实践
【10月更文挑战第24天】 本文旨在为读者提供一个关于Java多线程编程的全面指南。我们将从多线程的基本概念开始,逐步深入到Java中实现多线程的方法,包括继承Thread类、实现Runnable接口以及使用Executor框架。此外,我们还将探讨多线程编程中的常见问题和最佳实践,帮助读者在实际项目中更好地应用多线程技术。
17 3