java用while循環設計輪詢線程的性能問題

2019-11-06 06:34:48

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java用while循環設計輪詢線程的性能問題

輪詢線程在開發過程中的應用是比較廣泛的，在這我模擬一個場景，有一個隊列和輪詢線程，主線程往隊列中入隊消息，輪詢線程循環從隊列中讀取消息并打印消息內容。有點類似Android中Handler發送消息。

首先定義一個Message類。

public class Message { PRivate String content; public Message(String content) { this.content=content; } public void display(){ System.out.println(content); }}

這個類很簡單，在構造的時候傳入消息內容，display()方法輸出打印消息內容。

接下來定義一個輪詢線程，一開始蠢萌的我這么寫

這個輪詢線程功能很簡單，一直不停的輪詢隊列，一旦隊列中有消息進入，就將它出隊并調用display()方法輸出內容。

接下來在Main()方法中循環創建消息將它放入隊列

public class Main { public static void main(String[] args){ PollingThread pollingThread=new PollingThread(); pollingThread.start(); int i=1; while(true) { PollingThread.queue.offer(new Message("新消息"+i)); i++; try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }}

運行結果

新消息1新消息2新消息3新消息4新消息5新消息6新消息7新消息8新消息9新消息10新消息11新消息12新消息13新消息14新消息15......

雖然這么做，功能是實現了，可是我們來看下cpu占用率

這里寫圖片描述

程序剛編譯啟動的時候cpu占用率到了100%，開始運行后一直處于44%左右。這個占用率還是比較高的，那么我們來分析一下這個輪詢線程，假設一直沒有消息入隊，或者消息入隊的間隔時間比較長的話，它就會循環的去執行while(!queue.isEmpty())判斷隊列是否為空，其實這個判斷操作是非常耗性能的。我們應該把這個輪詢線程設計的更合理一點。那么怎樣設計比較合理呢？既然循環對隊列判空是比較浪費性能的操作，那么我們如果可以讓這個輪詢線一開始處于阻塞狀態，主線程在每次入隊消息的時候通知輪詢線程循環出隊輸出消息內容，當隊列為空的時候輪詢線程又自動的進入阻塞狀態，就可以避免輪詢線程死循環對隊列判空。接下來我們改造一下輪詢線程和主線程的代碼

public class PollingThread extends Thread implements Runnable { public static Queue<Message> queue = new LinkedTransferQueue<Message>(); @Override public void run() { while (true) { while (!queue.isEmpty()) { queue.poll().display(); } //把隊列中的消息全部打印完之后讓線程阻塞 synchronized (Lock.class) { try { Lock.class.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }}public class Main { public static void main(String[] args){ PollingThread pollingThread=new PollingThread(); pollingThread.start(); int i=1; while(true) { PollingThread.queue.offer(new Message("新消息"+i)); i++; //有消息入隊后激活輪詢線程 synchronized (Lock.class) { Lock.class.notify(); } try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }}