多线程设计模式

同步模式-保护性暂停（ Guarded Suspension）

定义

保护性暂停主要是解决什么问题？用在一个线程等待另一个线程的执行结果（交互结果）

要点：

有一个结果需要从一个线程传递到另一个线程，让他们关联同一个 GuardedObject
如果有结果不断从一个线程到另一个线程那么可以使用消息队列（生产者/消费者模式）
JDK 中，join 的实现、Future 的实现，采用的就是此模式
因为要等待另一方的结果，因此归类到同步模式

实现

需求：线程1 等待线程2 的下载结果

class GuardedObject {private Object response;private final Object lock = new Object();public Object get() {synchronized (lock) {// 条件不满足则等待while (response == null) {try {lock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}return response;}}public void complete(Object response) {synchronized (lock) {// 条件满足，通知等待线程this.response = response;lock.notifyAll();}}
}

class GuardedObject {private Object response;private final Object lock = new Object();public Object get() {synchronized (lock) {// 记录最初时间long begin = System.currentTimeMillis();// 已经经历的时间long timePassed = 0;// 条件不满足则等待while (response == null) {// 还需等待的时间long waitTime = millis - timePassed;if (waitTime <= 0) {log.debug("break...");break;}try {lock.wait(waitTime);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}timePassed = System.currentTimeMillis() - begin;}return response;}}public void complete(Object response) {synchronized (lock) {// 条件满足，通知等待线程this.response = response;lock.notifyAll();}}
}

public static void main(String[] args) {GuardedObject guardedObject = new GuardedObject();new Thread(() -> {try {// 子线程执行下载List<String> response = download();log.debug("download complete...");guardedObject.complete(response);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}).start();log.debug("waiting...");// 主线程阻塞等待Object response = guardedObject.get();log.debug("get response: [{}] lines", ((List<String>) response).size());
}

保护性暂停模式相对于Join暂停的好处：

Join交互结果需要等待下载线程运行结束，而使用保护性暂停模式，下载线程在下载完后还可以执行别的事情
使用Join，等待结果的变量只能设置为全局的，而保护性暂停模式等待结果的变量可以是局部的

扩展

如果需要在多个类之间使用 GuardedObject 对象，作为参数传递不是很方便，因此设计一个用来解耦的中间类，这样不仅能够解耦【结果等待者】和【结果生产者】，还能够同时支持多个任务的管理

需求：左侧的 t0，t2，t4 就好比等待邮件的居民，右侧的 t1，t3，t5 就好比邮递员，现在需要实现每位邮递员将信送到对应居民的信箱，图中 Futures 就好比居民楼一层的信箱（每个信箱有房间编号）

实现：

新增 id 用来标识 Guarded Object

class GuardedObject {// 标识 Guarded Objectprivate int id;public GuardedObject(int id) {this.id = id;}public int getId() {return id;}// 结果private Object response;// 获取结果// timeout 表示要等待多久 2000public Object get(long timeout) {synchronized (this) {// 开始时间 15:00:00long begin = System.currentTimeMillis();// 经历的时间long passedTime = 0;while (response == null) {// 这一轮循环应该等待的时间long waitTime = timeout - passedTime;// 经历的时间超过了最大等待时间时，退出循环if (timeout - passedTime <= 0) {break;}try {this.wait(waitTime); // 虚假唤醒 15:00:01} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 求得经历时间passedTime = System.currentTimeMillis() - begin; // 15:00:02 1s}return response;}}// 产生结果public void complete(Object response) {synchronized (this) {// 给结果成员变量赋值this.response = response;this.notifyAll();}}
}

中间解耦类

class Mailboxes {private static Map<Integer, GuardedObject> boxes = new Hashtable<>();private static int id = 1;// 产生唯一 idprivate static synchronized int generateId() {return id++;}public static GuardedObject getGuardedObject