Философия Java3

Эккель Брюс

Exchanger

Класс Exchanger представляет собой «барьер», который меняет местами объекты двух задач. На подходе к барьеру задачи имеют один объект, а на выходе — объект, ранее удерживавшийся другой задачей. Объекты Exchanger обычно используются в тех ситуациях, когда одна задача создает высокозатратные объекты, а другая задача эти объекты потребляет.

Чтобы опробовать на практике класс Exchanger, мы создадим задачу-постав-щика и задачу-потребителя, которые благодаря параметризации и генераторам могут работать с объектами любого типа. Затем

эти параметризованные задачи будут применены к классу Fat. ExchangerProducer и ExchangerConsumer меняют местами List<T>; при вызове метода Exchanger.exchange вызов блокируется до тех пор, пока парная задача не вызовет свой метод exchange, после чего оба метода exchange завершаются, а контейнеры List<T> меняются местами:

//: concurrency/ExchangerDemo.java import java.util.concurrent.*; import java.util.*; i mport net.mi ndvi ew.uti1.*:

class ExchangerProducer<T> implements Runnable { private Generator<T> generator; private Exchanger<List<T>> exchanger; private List<T> holder; ExchangerProducer(Exchanger<Li st<T>> exchg, Generator<T> gen, List<T> holder) { exchanger = exchg; generator = gen; this.holder = holder;

}

public void run { try {

while(IThread.interruptedO) {

for(int i =0; i < ExchangerDemo size; i++)

hoi der.add(generator. nextO); // Заполненный контейнер заменяется пустым: holder = exchanger exchange(holder);

}

} catchdnterruptedException e) {

// Приемлемый способ завершения.

}

class ExchangerConsumer<T> implements Runnable { private Exchanger<List<T>> exchanger; private List<T> holder; private volatile T value;

ExchangerConsumer(Exchanger<List<T>> ex, List<T> holder){ exchanger = ex; this.holder = holder;

}

public void runO {

} catch(InterruptedException e) {

// Приемлемый способ завершения

}

System out.printlnC'HToroBoe значение- " + value).

}

}

public class ExchangerDemo { static int size = 10; static int delay = 5; // Секунды

public static void main(String[] args) throws Exception { if(args.length > 0)

size = new lnteger(args[0]), if(args.length > 1)

delay = new Integer(args[l]); ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPoolО. Exchanger<List<Fat>> xc = new Exchanger<List<Fat»0; List<Fat>

producerList = new CopyOnWriteArrayList<Fat>. consumerList = new CopyOnWriteArrayList<Fat>; exec.execute(new ExchangerProducer<Fat>(xc.

BasicGenerator.create(Fat.class). producerList)); exec.execute(

new ExchangerConsumer<Fat>(xc.consumerLi st)); TimeUni t.SECONDS.sieep(delay); exec shutdownNowO;

}

} /* Output:

Итоговое значение: Fat id: 29999 *///.-

В

методе main для обеих задач создается один объект Exchanger, а для перестановки создаются два контейнера CopyOnWriteArrayList. Эта разновидность List нормально переносит вызов метода remove при перемещении по списку, не выдавая исключения ConcurrentModificationException. ExchangerProducer заполняет список, а затем меняет местами заполненный список с пустым, передаваемым от ExchangerConsumer. Благодаря Exchanger заполнение списка происходит одновременно с использованием уже заполненного списка.

Моделирование

Одна из самых интересных областей применения параллельных вычислений — всевозможные имитации и моделирование. Каждый компонент модели оформляется в виде отдельной задачи, что значительно упрощает его программирование.

whi 1е(!Thread interruptedO) {

holder = exchanger.exchange(holder), for(T x . holder) {

value = x; // Выборка значения holder remove(x); // Нормально для

CopyOnWri teArrayLi st

Примеры HorseRace.java и GreenhouseScheduler.java, приведенные ранее, тоже можно считать своего рода имитаторами.

Модель кассира

В этой классической модели объекты появляются случайным образом и обслуживаются за случайное время ограниченным количеством серверов. Моделирование позволяет определить идеальное количество серверов. Продолжительность обслуживания в следующей модели зависит от клиента и определяется случайным образом. Вдобавок мы не знаем, сколько новых клиентов будет прибывать за каждый период времени, поэтому эта величина тоже определяется случайным образом.

//. concurrency/BankTel1erSimulation.java

// Пример использования очередей и многопоточного программирования. // {Args. 5}

import java.util.concurrent *. import java.util *;

// Объекты, доступные только для чтения, не требуют синхронизации-class Customer {

private final int serviceTime, public Customer(int tm) { serviceTime = tm; } public int getServiceTimeO { return serviceTime; } public String toStringO {

return "[" + serviceTime + "]";

}

}

// Очередь клиентов умеет выводить информацию о своем состоянии: class CustomerLine extends ArrayBlockingQueue<Customer> { public Customerl_ine(int maxLineSize) { super(maxLineSize),

}

public String toStringO {

ifCthis sizeO == 0)

return "[Пусто]"; StringBuilder result = new StringBuilderO; for(Customer customer this)

result append(customer), return result toStringO,

}

}

// Случайное добавление клиентов в очередь: class CustomerGenerator implements Runnable { private CustomerLine customers, private static Random rand = new Random(47), public CustomerGenerator(CustomerLine cq) { customers = cq,

}

public void runO { try {