java 程序模拟跑出异常 java模拟超时

前言：

 调用一个方法等待一段时间，如果在给定时间内得到结果，则立刻返回；否则返回默认值。这种模式就是等待超时模式。

等待超时模式的实现：

需要对等待/通知模式做出改动

假设超时时间是T，那么可以推断出在当前时间now+T之后就会超时。

定义如下变量：

等待持续时间：REMAINGING = T

超时时间：FUTURE = now + T

伪代码：

public synchronized Object get(long mills) {
   long future=System.currentTimeMillis()+mills;
   long remaining=mills;
   while((result==null)&&remaining>0){
     wait(remaining);
     remaining=future-System.currentTimeMillis();
   }
   return result;
}

当已经获得结果或者剩余时间小于等于0，那么直接返回结果。

等待超时模式在等待/通知基础上增加了超时控制，使得该模式比原有范式更具有灵活性。

因为即使方法执行时间过长，也不会“永久”阻塞调用者，而是会按照调用者的要求按时返回。

一个简单的数据库连接池示例：

public class ConnectionPool {
    /*
       Connect数据库连接对象
       pool:数据库连接池,用双端链表实现，里面放Connection对象
     */
    private LinkedList<Connection>pool=new LinkedList<Connection>();




    /*
      初始化数据库连接池，即在数据库连接池中添加给定个Connection对象
    * */
    public ConnectionPool(int initialSize){
        if(initialSize>0){
            for(int i=0;i<initialSize;i++){
                pool.addLast(ConnectionDriver.createConnection());
            }
        }
    }
    /*
    *   释放连接
    * ?为什么释放连接要addLast到pool中？
    * */
    public void releaseConnection(Connection connection){
        if(connection!=null){
            //pool是线程共享的,访问pool的时候要加锁
            //为什么要对pool进行加锁，用其他对象作为锁可以吗？
            synchronized (pool){
                pool.addLast(connection);
                //连接释放后需要进行通知，这样其他消费者能够感知连接池中已经归还了一个连接
                pool.notifyAll();
            }
        }
    }
    //获取一个连接对象,如果在mills秒内无法获取到连接,将会返回null
    public Connection fetchConnection(long mills) throws InterruptedException {
        synchronized (pool){
            if(mills<=0) {
                while (pool.isEmpty()) {
                    pool.wait();
                }
                return pool.removeFirst();
            }else{
                long future=System.currentTimeMillis()+mills;
                long remaining=mills;
                //使用等待超时模式
                /*
                * while(获取不到结果&&remaining>0){
                *    锁对象.wait(remaining);
                *    remaining=future-当前时间;
                * }
                * result=null;
                * if(获取到对象)result=get();
                * return result;
                * */
                while(pool.isEmpty()&&remaining>0){
                    /*
                    * 执行完pool.wait()之后怎么办?
                    * */
                    pool.wait(remaining);
                    remaining=future-System.currentTimeMillis();
                }
                Connection result=null;
                if(!pool.isEmpty()){
                    result=pool.removeFirst();
                }
                return result;
            }
        }
    }

}

/*
* 动态代理:
* (1)InvocationHandler接口，重写invoke方法
* (2)Proxy.newProxyInstance();创建代理类对象
* */
    static class ConnectionHandler implements InvocationHandler{

        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            if(method.getName().equals("commit")){
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
            }
            return null;
        }

    }
    public static final Connection createConnection(){
        return (Connection) Proxy.newProxyInstance(ConnectionDriver.class.getClassLoader(),new Class<?>[]{Connection.class},new ConnectionHandler());
    }
}

 

public class ConnectionPoolTest {
    //数据库连接池
    static ConnectionPool pool=new ConnectionPool(10);
    //保证所有ConnectionRunner线程能够同时开始运行
    static CountDownLatch start=new CountDownLatch(1);
    //end计数器为线程个数
    static CountDownLatch end;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         int threadCount=20;
         //end计数器为线程数量
         end=new CountDownLatch(threadCount);
         int count=20;
         //got和notGot是线程共享的变量，所有线程都可以对其进行修改。
        //但是是线程安全的整数
         AtomicInteger got=new AtomicInteger();
         AtomicInteger notGot=new AtomicInteger();
        for(int i=0;i<threadCount;i++){
            Thread thread=new Thread(new ConnectionRunner(count,got,notGot),"ConnectionRunnerThread");
            thread.start();
        }
        //所有线程同时开始运行
        start.countDown();
        //知道所有线程运行完后才能继续运行主线程
        end.await();
        System.out.println("total invoke:"+(threadCount*count));
        System.out.println("got connection"+got);
        System.out.println("not got connection"+notGot);

    }
    static class ConnectionRunner implements Runnable{
        int count;
        AtomicInteger got;
        AtomicInteger notGot;

        public ConnectionRunner(int count, AtomicInteger got, AtomicInteger notGot) {
            this.count = count;
            this.got = got;
            this.notGot = notGot;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                //start.await()的作用是在main线程中创建threadCount个线程，它们运行start.await()后
                // 会马上进入等待状态
                /*
                * 在创建完所有线程后start.countDown()使start的计数器变为0
                * 这时所有线程同时开始运行。
                * */
                start.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //一共尝试获取count次Connection对象
            while(count>0){
                   try {
                       //从线程池中获取连接，如果1000ms内无法获取到，返回null
                       //分别统计连接获取数量got和未获取到的数量notGot
                       Connection connection = pool.fetchConnection(1000);

                       if (connection != null) {
                           try {
                               //模拟事务
                               connection.createStatement();
                               connection.commit();
                           } finally {
                               //释放connection对象,把connection对象放入连接池
                               pool.releaseConnection(connection);
                               //got自增1
                               got.incrementAndGet();
                           }
                       } else {
                           //如果获取不到notGot自增1
                           notGot.incrementAndGet();
                       }
                   }catch (Exception exception){
                   }
                   finally {

                       //次数减1
                       count--;
                   }
            }
            //执行完一个线程end减1,因为end等于线程数，所以当线程全部执行完后end计数器变为变为0
            end.countDown();;
        }
    }
}

统计规律：

在资源一定的情况下，随着客户端线程的逐步增加，客户端出现超时无法获取连接的比率不断升高。

虽然客户端线程在超时获取的模式下会出现连接无法获取的情况，但是能够保证客户端线程不会一直挂载连接获取的操作上，而是按时返回。

数据库连接池的设计也可以复用到其他的资源获取的场景，针对昂贵资源的获取都应该加以超时限制。