balking 模式理解

我们提到可以用“多线程版本的 if”来理解 Guarded Suspension 模式,不同于单线程中的 if,这个“多线程版本的 if”是需要等待的,而且还很执着,必须要等到条件为真。但很显然这个世界,不是所有场景都需要这么执着,有时候我们还需要快速放弃。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
// 自动存盘操作
void autoSave(){
  synchronized(this){
    if (!changed) {
      return;
    }
    changed = false;
  }
  // 执行存盘操作
  // 省略且实现
  this.execSave();
}
// 编辑操作
void edit(){
  // 省略编辑逻辑
  ......
  synchronized(this){
    changed = true;
  }
}  

如果你深入地分析一下这个示例程序,你会发现,示例中的共享变量是一个状态变量,业务逻辑依赖于这个状态变量的状态当状态满足某个条件时,执行某个业务逻辑,其本质其实不过就是一个 if 而已,放到多线程场景里,就是一种“多线程版本的 if”。这种“多线程版本的 if”的应用场景还是很多的,所以也有人把它总结成了一种设计模式,叫做Balking 模式

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
boolean changed=false;
// 自动存盘操作
void autoSave(){
  synchronized(this){
    if (!changed) {
      return;
    }
    changed = false;
  }
  // 执行存盘操作
  // 省略且实现
  this.execSave();
}
// 编辑操作
void edit(){
  // 省略编辑逻辑
  ......
  change();
}
// 改变状态
void change(){
  synchronized(this){
    changed = true;
  }
}

用 volatile 实现 Balking 模式

前面我们用 synchronized 实现了 Balking 模式,这种实现方式最为稳妥,建议你实际工作中也使用这个方案。不过在某些特定场景下,也可以使用 volatile 来实现,但使用 volatile 的前提是对原子性没有要求

Balking 模式有一个非常典型的应用场景就是单次初始化,下面的示例代码是它的实现。这个实现方案中,我们将 init() 声明为一个同步方法,这样同一个时刻就只有一个线程能够执行 init() 方法;init() 方法在第一次执行完时会将 inited 设置为 true,这样后续执行 init() 方法的线程就不会再执行 doInit() 了。

那有没有办法可以优化一下它的性能呢?

办法当然是有的,那就是经典的双重检查(Double Check)方案,下面的示例代码是其详细实现。在双重检查方案中,一旦 Singleton 对象被成功创建之后,就不会执行 synchronized(Singleton.class){}相关的代码,也就是说,此时 getInstance() 方法的执行路径是无锁的,从而解决了性能问题。不过需要你注意的是,这个方案中使用了 volatile 来禁止编译优化

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
class Singleton{
  private static volatile 
    Singleton singleton;
  // 构造方法私有化  
  private Singleton() {}
  // 获取实例(单例)
  public static Singleton 
  getInstance() {
    // 第一次检查
    if(singleton==null){
      synchronize{Singleton.class){
        // 获取锁后二次检查
        if(singleton==null){
          singleton=new Singleton();
        }
      }
    }
    return singleton;
  }
}