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CountDownLatch和CyclicBarrier模拟同时并发请求

分类: 文章 • 2023-04-05 11:33:09

有时候要测试一下某个功能的并发能力，又不要想借助于其他测试工具，索性就自己写简单的demo模拟一个并发请求就最方便了。如果熟悉jemter的测试某接口的并发能力其实更专业,此处只是自己折腾着玩。

CountDownLatch和CyclicBarrier是jdk concurrent包下非常有用的两个并发工具类，它们提供了一种控制并发流程的手段。其实查看源码它们都是在内部维护了一个计数器控制流程的

  • CountDownLatch：一个或者多个线程，等待其他多个线程完成某件事情之后才能执行；
  • CyclicBarrier：多个线程互相等待，直到到达同一个同步点，再继续一起执行。

CountDownLatch和CyclicBarrier的区别

  • CountDownLatch的计数器，线程完成一个记录一个，计数器是递减 计数器，只能使用一次
  • CyclicBarrier的计数器 更像是一个阀门，需要所有线程都到达，阀门才能打开，然后继续执行，计数器是递增 计数器提供reset功能，可以多次使用

另外Semaphore可以控同时访问的线程个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。

通常我们模拟并发请求，一般都是多开几个线程，发起请求就好了。但是方式，一般会存在启动的先后顺序了，算不得真正的同时并发！怎么样才能做到真正的同时并发呢？是本文想说的点，java中提供了闭锁 CountDownLatch, CyclicBarrier 刚好就用来做这种事就最合适了。

下面分别使用CountDownLatch和CyclicBarrier来模拟并发的请求

CountDownLatch模拟

 
package com.test; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.io.OutputStream; import java.net.HttpURLConnection; import java.net.MalformedURLException; import java.net.URL; import java.util.concurrent.CountDownLatch; public class LatchTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Runnable taskTemp = new Runnable() { 　　　　　　　// 注意，此处是非线程安全的，留坑 private int iCounter; @Override public void run() { for(int i = 0; i < 10; i++) { // 发起请求 // HttpClientOp.doGet("https://www.baidu.com/"); iCounter++; System.out.println(System.nanoTime() + " [" + Thread.currentThread().getName() + "] iCounter = " + iCounter); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }; LatchTest latchTest = new LatchTest(); latchTest.startTaskAllInOnce(5, taskTemp); } public long startTaskAllInOnce(int threadNums, final Runnable task) throws InterruptedException { final CountDownLatch startGate = new CountDownLatch(1); final CountDownLatch endGate = new CountDownLatch(threadNums); for(int i = 0; i < threadNums; i++) { Thread t = new Thread() { public void run() { try { // 使线程在此等待，当开始门打开时，一起涌入门中 startGate.await(); try { task.run(); } finally { // 将结束门减1，减到0时，就可以开启结束门了 endGate.countDown(); } } catch (InterruptedException ie) { ie.printStackTrace(); } } }; t.start(); } long startTime = System.nanoTime(); System.out.println(startTime + " [" + Thread.currentThread() + "] All thread is ready, concurrent going..."); // 因开启门只需一个开关，所以立马就开启开始门 startGate.countDown(); // 等等结束门开启 endGate.await(); long endTime = System.nanoTime(); System.out.println(endTime + " [" + Thread.currentThread() + "] All thread is completed."); return endTime - startTime; } }

执行结果

CountDownLatch和CyclicBarrier模拟同时并发请求

 

CyclicBarrier模拟

 
// 与 闭锁 结构一致 public class LatchTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Runnable taskTemp = new Runnable() { private int iCounter; @Override public void run() { // 发起请求 // HttpClientOp.doGet("https://www.baidu.com/"); iCounter++; System.out.println(System.nanoTime() + " [" + Thread.currentThread().getName() + "] iCounter = " + iCounter); } }; LatchTest latchTest = new LatchTest(); // latchTest.startTaskAllInOnce(5, taskTemp); latchTest.startNThreadsByBarrier(5, taskTemp); } public void startNThreadsByBarrier(int threadNums, Runnable finishTask) throws InterruptedException { // 设置栅栏解除时的动作，比如初始化某些值 CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadNums, finishTask); // 启动 n 个线程，与栅栏阀值一致，即当线程准备数达到要求时，栅栏刚好开启，从而达到统一控制效果 for (int i = 0; i < threadNums; i++) { Thread.sleep(100); new Thread(new CounterTask(barrier)).start(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " out over..."); } } class CounterTask implements Runnable { // 传入栅栏，一般考虑更优雅方式 private CyclicBarrier barrier; public CounterTask(final CyclicBarrier barrier) { this.barrier = barrier; } public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + System.currentTimeMillis() + " is ready..."); try { // 设置栅栏，使在此等待，到达位置的线程达到要求即可开启大门 barrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + System.currentTimeMillis() + " started..."); } }

执行结果

CountDownLatch和CyclicBarrier模拟同时并发请求

 

并发请求操作流程示意图如下：

CountDownLatch和CyclicBarrier模拟同时并发请求

 

此处设置了一道门，以保证所有线程可以同时生效。但是，此处的同时启动，也只是语言层面的东西，也并非绝对的同时并发。具体的调用还要依赖于CPU个数，线程数及操作系统的线程调度功能等，不过咱们也无需纠结于这些了，重点在于理解原理！

毕竟测试并发 还得用专业的工具 jmeter 还是很方便的.

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