java用while循环设计轮询线程的性能问题

java用while循环设计轮询线程的性能问题

轮询线程在开发过程中的应用是比较广泛的，在这我模拟一个场景，有一个队列和轮询线程，主线程往队列中入队消息，轮询线程循环从队列中读取消息并打印消息内容。有点类似Android中Handler发送消息。

首先定义一个Message类。

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

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这个类很简单，在构造的时候传入消息内容，display()方法输出打印消息内容。

接下来定义一个轮询线程，一开始蠢萌的我这么写

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();
            }
        }
    }
}

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这个轮询线程功能很简单，一直不停的轮询队列，一旦队列中有消息进入，就将它出队并调用display()方法输出内容。

接下来在Main()方法中循环创建消息将它放入队列

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();
            }
        }
    }
}

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运行结果

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新消息2
新消息3
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虽然这么做，功能是实现了，可是我们来看下cpu占用率

程序刚编译启动的时候cpu占用率到了100%，开始运行后一直处于44%左右。这个占用率还是比较高的，那么我们来分析一下这个轮询线程，假设一直没有消息入队，或者消息入队的间隔时间比较长的话，它就会循环的去执行while(!queue.isEmpty())判断队列是否为空，其实这个判断操作是非常耗性能的。我们应该把这个轮询线程设计的更合理一点。那么怎样设计比较合理呢？既然循环对队列判空是比较浪费性能的操作，那么我们如果可以让这个轮询线一开始处于阻塞状态，主线程在每次入队消息的时候通知轮询线程循环出队输出消息内容，当队列为空的时候轮询线程又自动的进入阻塞状态，就可以避免轮询线程死循环对队列判空。接下来我们改造一下轮询线程和主线程的代码

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();
            }
            //把队列中的消息全部打印完之后让线程阻塞
            synchronized (Lock.class)
            {
                try {
                    Lock.class.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

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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++;
            //有消息入队后激活轮询线程
            synchronized (Lock.class)
            {
                Lock.class.notify();
            }
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

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这时候再来运行一下

运行结果

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新消息9
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再来看看cpu占用率

轮询线程经过改造后cpu占用率基本稳定在11%,比之前44%下降了不少。

所以，在编写轮询线程的时候，尽量用通知的方式去让轮询线程执行操作，避免重复的条件判断造成的性能浪费。

http://blog.csdn.net/q15858187033/article/details/60583631