当前位置 博文首页 > JavaEdge全是干货的技术号：阿里P8级大佬详解并发编程里的设计模
用户通过app发来一个请求，会被转换成消息发往MQ，等MQ返回结果后，将其返回至app。
给MQ发消息的线程是处理请求的线程t1，但消费MQ结果的线程不是t1，那t1如何等待MQ的返回结果呢？
class Message{
String id;
String content;
}
// 发消息
void send(Message msg){
...
}
// MQ消息返回后会调用该方法
// 执行该方法的线程 并非 发消息的线程
void onMessage(Message msg){
...
}
// 处理app的请求
Respond handle(){
// 创建消息
Message msg = new Message("1","{...}");
// 发消息
send(msg);
// t1如何等待MQ返回的消息呢？
String result = ...;
}
问题也就是异步转同步。
什么是Guarded Suspension模式？
比如离职前，约好了同事吃最后的晚餐
网上预订了希尔顿一个包厢，然后直接过去了，到那儿后大堂经理看眼包厢，发现服务员还在收拾，通知我们：“包厢服务员正在收拾，wait。”
过一会，大堂经理发现已经收拾完了，于是马上带我们去包厢就餐。
【等待收拾完】和【等待MQ返回消息】本质相同，都是等一个条件：
那现实里是如何解决这类问题的呢？
大堂经理很重要，顾客是否等待，完全由他协调。
程序也需要这样一个大堂经理，即设计模式：Guarded Suspension，“保护性地暂停”。
【GuardedObject】：大堂经理
【受保护对象】：包厢
受保护对象的get()：我们就餐
p：就餐的前提，即包厢收拾好了
受保护对象的onChanged()：服务员把包厢收拾好了，通过onChanged() fire 一个事件，该事件往往能改变p的计算结果。
左侧线程：需要就餐的我们
右侧线程：收拾包厢的服务员
GuardedObject的内部实现是管程的一个经典用法：
class GuardedObject<T>{
//受保护的对象
T obj;
final Lock lock =
new ReentrantLock();
final Condition done =
lock.newCondition();
final int timeout=1;
//获取受保护对象
T get(Predicate<T> p) {
lock.lock();
try {
// MESA管程推荐写法
while(!p.test(obj)){
// 通过条件变量的await()方法实现等待
done.await(timeout,
TimeUnit.SECONDS);
}
}catch(InterruptedException e){
throw new RuntimeException(e);
}finally{
lock.unlock();
}
//返回非空的受保护对象
return obj;
}
//事件通知方法
// 通过条件变量的signalAll()方法实现唤醒功能
void onChanged(T obj) {
lock.lock();
try {
this.obj = obj;
done.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
Guarded Suspension“大堂经理”能否解决小灰同学遇到的问题。
在处理Web请求的方法handleWebReq()中，可以调用GuardedObject#get()实现等待；在MQ消息的消费方法onMessage()中，可调用GuardedObject#onChanged()实现唤醒。
// 处理浏览器请求
Respond handleWebReq(){
// 创建一消息
Message msg1 = new Message("1","{...}");
// 发送消息
send(msg1);
// 利用GuardedObject实现等待
GuardedObject<Message> go = new GuardObjec<>();
Message r = go.get(t->t != null);
}
void onMessage(Message msg){
// 如何找到匹配的go？
GuardedObject<Message> go=???
go.onChanged(msg);
}
但问题是，handleWebReq()里创建了GuardedObject对象的实例go，并调用get()等待结果，那在onMessage()方法中，如何才能够找到匹配的GuardedObject对象呢？
这类似服务员告诉大堂经理某某包间已经收拾好了，大堂经理如何根据包间找到就餐的人。现实世界里，大堂经理的头脑中，有包间和就餐人之间的关系图，所以服务员说完之后大堂经理立刻就能把就餐人找出来。
参考大堂经理识别就餐人的办法，来扩展一下Guarded Suspension模式，从而使它能够很方便地解决小灰同学的问题。在小灰的程序中，每个发送到MQ的消息，都有一个唯一性的属性id，所以我们可以维护一个MQ消息id和GuardedObject对象实例的关系，这个关系可以类比大堂经理大脑里维护的包间和就餐人的关系。
如何实现呢？下面代码是扩展Guarded Suspension，扩展后的
GuardedObject内部维护了一个Map：
静态方法：
class GuardedObject<T>{
//受保护的对象
T obj;
final Lock lock =
new ReentrantLock();
final Condition done =
lock.newCondition();
final int timeout=2;
//保存所有GuardedObject
final static Map<Object, GuardedObject>
gos=new ConcurrentHashMap<>();
//静态方法创建GuardedObject
static <K> GuardedObject
create(K key){
GuardedObject go=new GuardedObject();
gos.put(key, go);
return go;
}
static <K, T> void
fireEvent(K key, T obj){
GuardedObject go=gos.remove(key);
if (go != null){
go.onChanged(obj);
}
}
//获取受保护对象
T get(Predicate<T> p) {
lock.lock();
try {
//MESA管程推荐写法
while(!p.test(obj)){
done.await(timeout,
TimeUnit.SECONDS);
}
}catch(InterruptedException e){
throw new RuntimeException(e);
}finally{
lock.unlock();
}
//返回非空的受保护对象
return obj;
}
//事件通知方法
void onChanged(T obj) {
lock.lock();
try {
this.obj = obj;
done.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
这样利用扩展后的GuardedObject来解决小灰同学的问题就很简单了，代码如下：
//处理浏览器发来的请求
Respond handleWebReq(){
int id=序号生成器.get();
//创建一消息
Message msg1 = new
Message(id,"{...}");
//创建GuardedObject实例
GuardedObject<Message> go=
GuardedObject.create(id);
//发送消息
send(msg1);
//等待MQ消息
Message r = go.get(
t->t != null);
}
void onMessage(Message msg){
//唤醒等待的线程
GuardedObject.fireEvent(
msg.id, msg);
}
Guarded Suspension模式本质上是一种等待唤醒机制，只不过Guarded Suspension模式将其规范化了。
规范化好处是你无需重头思考如何实现，也无需担心实现程序的可理解性问题，同时也能避免一不小心写出个Bug来。但Guarded Suspension模式在解决实际问题的时候，往往还是需要扩展的，扩展的方式有很多，本篇文章就直接对GuardedObject的功能进行了增强，Dubbo中DefaultFuture这个类也是采用的这种方式。
Guarded Suspension模式也常被称作Guarded Wait模式、Spin Lock模式（因为使用了while循环去等待），这些名字都很形象，不过它还有一个更形象的非官方名字：多线程版本的if。单线程场景中，if语句是不需要等待的，因为在只有一个线程的条件下，如果这个线程被阻塞，那就没有其他活动线程了，这意味着if判断条件的结果也不会发生变化了。但是多线程场景中，等待就变得有意义了，这种场景下，if判断条件的结果是可能发生变化的。所以，用“多线程版本的if”来理解这个模式会更简单。
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