拼多多 D2面试,现场编程模拟拼团,10人拼团成功。限时2分钟!开始吧.....!在面试过程经常有算法题、模拟现实案例、经典功能设计、核心原理分析这种。这些看似简单,实际需要候选人有非常扎实的基础,才能应付这些八股考古面试。
和之前文章一样,我们通过现实案例出发,最后抛出主角方式带大家由浅入深了解并发编程核心知识点。
一、面试真题:模拟拼团
我们利用CountDownLatch倒计时的特性,多线程并发条件下,多线程可以调用CountDownLatch.countDown()方法进行减1,然后等候信号的线程调用CountDownLatch.await()方法,等待CountDownLatch倒数为0,会被唤醒继续执行。
package lading.java.mutithread;import java.util.HashSet;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/*** 模拟拼团,满10人成团*/
public class Demo009CountDownLatch {public static int total = 10;//成团人数public static CountDownLatch buySuccess = new CountDownLatch(total);//倒数门闩public static HashSet<String> customersName = new HashSet<>();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//10个线程,模拟10个客户参团,参团后CountDownLatch.countDown();for (int i = 0; i < total; i++) {new Thread(() -> {try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(Thread.currentThread().getName());buySuccess.countDown();//参团后,计数减一customersName.add(Thread.currentThread().getName());}, "客户" + (i + 1) + "参团").start();}//主线程进行超限等待阻塞,如果CountDownLatch值为0,会被唤醒;如果超时也会唤醒继续执行buySuccess.await(5, TimeUnit.SECONDS);//限时5秒,5秒不成团就超时//判断是否参团成功if (customersName.size() == total) {System.out.println("拼团成功,参团客户有:" + customersName);} else {System.out.println("拼团失败,参团客户数量不足" + total + ",目前参数人数为:" + customersName);}}
}
二、说说CountDownLatch的核心原理
看了CountDownLatch源码,发现这个也是JUC家族兄弟,和之前说的《Semaphore信号量剖析》、《ReentrantLock核心原理剖析》有非常多相似的地方,都是AQS实现。AQS原理我们之前也说过《AQS原理剖析》,以及AQS底层通过CAS的实现,这个《JUC包之CAS原理》也有详细剖析。先看一下CountDownLatch类结构图,是JUC包里几个兄弟里代码最少最简单的一个。
其中唯一的内部类Sync,实现了AQS队列同步器。AQS里面的核心变量volatile int state,就是个共享变量。new CountDownLatch(count )构造器变量count实际就是AQS的state。通过多线程countDown()去修改state值,达到多线程协同效果。
核心方法就2个,非常简单:
await():调用该方法的线程进行阻塞,等待count值为0被唤醒,继续执行。以及可以设置超时时间,超时后,该阻塞线程就会重行执行。
countDown():就是减一。源码如下,获取到state值后,通过CAS去减1.里面没有竞争锁的逻辑,也没有公平锁、非公平锁这些。
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {// Decrement count; signal when transition to zerofor (;;) {int c = getState();if (c == 0)return false;int nextc = c-1;if (compareAndSetState(c, nextc))return nextc == 0;}}}
三、说说CountDownLatch的await()方法是如何实现的
大佬问的很细。确实整个CountDownLatch核心的核心就是await(),方法。那个countDown()实在没啥好说的。
在具体总结一下await():
1、先判断线程是否已中断,如果中断就抛出线程中断异常。
//1 await()方法public void await() throws InterruptedException {sync.acquireSharedInterruptibly(1);}//2 await()里面的acquireSharedInterruptibly()public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();if (tryAcquireShared(arg) < 0)doAcquireSharedInterruptibly(arg);}
2、判断state值是否为0,如果是0,那就继续运行。
protected int tryAcquireShared(int acquires) {return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}
3、如果不是0,就要做线程阻塞等待的准备。具体如下:
先构建一个共享模式NODE节点,并把它放到AQS的FIFO队列里。
然后开始自旋,不断判断当前FIFO队列里,自己是否为头节点,以及判断state共享变量是否为0.就干这点事。
private void doAcquireInterruptibly(int arg)throws InterruptedException {final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);boolean failed = true;try {for (;;) {final Node p = node.predecessor();//如果自己是头节点,且state值是0,说明CountDown的倒计时已经为0,不用再等了。if (p == head && tryAcquire(arg)) {setHead(node);p.next = null; // help GCfailed = false;return;}//判断是否要挂起当前线程if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&parkAndCheckInterrupt())throw new InterruptedException();}} finally {if (failed)//如果出现失败或者异常,就取消该节点,唤醒后续节点cancelAcquire(node);}}
今天就分享到这,明天我们分享CyclicBarrier。