Защелки необходимы тогда, когда необходимо ускорить выполнение последовательных независимых задач за счет их распараллеливания. Раз уж я остановился на строительных примерах, то ситуацией их жизни может служить приготовление бетона.
В моем случае бетон состоит из 4 составляющих: песок, цемент, щебень и вода. Допустим, что все материалы для приготовления бетона находятся на разном расстоянии от емкости, где его приготавливают.
При последовательном выполнении данных операций нам небходима сумма времени на выполнение каждой операции. Если у нас в распоряжении есть 4 работника, то время наполнения емкости, готовой к замесу, становится равно времени выполнения максимальной операции.
Дополнительным условием для начала замеса является полное заполнение емкости.
Рассмотрим на примере кода.
1. Главный класс, где создаются работники и защелка на 4 события. Этот класс ожидает завершения работы всех работников (latch.await())
import com.google.common.base.Stopwatch;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.start();
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(4);
new Worker(latch,"Sand").start();
new Worker(latch,"Cement").start();
new Worker(latch,"Water").start();
new Worker(latch,"Breakstone").start();
System.out.println("Waiting for all workers");
latch.await();
System.out.println("All workers finished. Now we can shake.");
sw.stop();
System.out.println("Program time: " + sw.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS) + " ms");
}
}
2. Класс для генерации случайного времени задержки (время условно определяет удаленность материала от емкости)
public class RandomGenerator {
public static long getRandom(long min, long max) {
return min + (long)(Math.random() * (max - min + 1));
}
}
3.Класс работника, который выполняет задачу и извещает о выполнении
import com.google.common.base.Stopwatch;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Worker extends Thread {
private CountDownLatch _cdl;
private String _name;
public Worker (CountDownLatch cdl, String name) {
_cdl = cdl;
_name = name;
}
@Override
public void run() {
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.start();
System.out.println(_name + " working...");
try {
Thread.sleep(RandomGenerator.getRandom(500, 1000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace(System.err);
}
_cdl.countDown();
sw.stop();
System.out.println(_name + " time: " + sw.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS) + " ms");
}
}
Результат выполнения программы
Sand working...
Breakstone working...
Waiting for all workers
Water working...
Cement working...
Water time: 720 ms
Sand time: 887 ms
Cement time: 927 ms
Breakstone time: 959 ms
All workers finished. Now we can shake.
Program time: 960 ms
По результатам работы видно, что общее время выполнения программы 960 мс, а при последовательном выполнении мы б получили время, равное сумме: 720 + 887 + 927 + 959 = 3493 мс.
В данном примере использована библиотека guava для подсчета времени выполнения метода.
Примером для параллельного выполнения из мира Java может служить получение данных о клиенте. На входе в программу мы имеем некий userId клиента и из разных источников запрашиваем данные. Например, по http-запросу №1 мы получаем фамилию и имя клиента, запросом в базу данных год рождения и запросом №2 получаем список банковских счетов.
