hazelcast入門教程

這是從初學(xué)者的角度來看一系列有關(guān)如何使用Hazelcast的文章的延續(xù)。 如果您還沒有閱讀最后兩個(gè)，我鼓勵(lì)閱讀它們：

• Hazelcast入門指南第1部分
• Hazelcast入門指南第2部分

原始人來了

在上一篇文章中，我提到將ILock與IList和ISet一起使用，因?yàn)樗鼈儾皇蔷€程安全的。 令我驚訝的是，我沒有涵蓋Hazelcast的基本部分，即分布式原語。 他們解決了以分布式方式同步資源使用的問題。 那些執(zhí)行大量線程編程的人將立即識別它們。 對于那些不熟悉線程編程的人，我將解釋每個(gè)原語的作用并舉一個(gè)例子。

長壽

這是一個(gè)分布式原子長。 這意味著所有操作都一次發(fā)生。 例如，可以在一個(gè)操作中添加一個(gè)數(shù)字并檢索結(jié)果值。 可以獲取值，然后添加值。 對于在此原語上執(zhí)行的每項(xiàng)操作都是如此。 可以想象，它是線程安全的，但不能做到這一點(diǎn)，而且是線程安全的。

atomicLong.addAndGet(2 * atomicLong.get());

上面的行創(chuàng)建了一個(gè)競爭條件，因?yàn)橛腥齻€(gè)操作，讀取原子long的內(nèi)容，乘以2并將其添加到實(shí)例中。 僅在保證一步操作的情況下，線程才安全地存在。 為此，IAtomicLong有一個(gè)名為alterAndGet的方法。 AlterAndGet帶有IFunction對象。 這使多步操作成為一步。 IAtomicLong始終有一個(gè)同步備份，并且它是不可配置的。

IdGenerator

IAtomicLongs非常適合用來跟蹤一個(gè)人有多少。 問題在于，由于該呼叫很可能是遠(yuǎn)程呼叫，因此在某些情況下，IAtomicLongs并不是理想的解決方案。 這些情況之一就是生成唯一的ID。 IdGenerator就是為此目的而制作的。 它的工作方式是每個(gè)成員要求生成一百萬個(gè)ID。 一旦所有這些要求的數(shù)字都被使用，該部門將要求另外一百萬。 因此，由于每個(gè)成員都有100萬個(gè)ID，所以遠(yuǎn)程調(diào)用IdGenerator的機(jī)會是100萬個(gè)。 這使得生成唯一ID的方法非常快捷。 如果發(fā)生任何重復(fù)，可能是因?yàn)槌蓡T沒有加入。 如果成員在其段用盡之前發(fā)生故障，則ID中將存在間隙。 對于唯一的ID生成，缺少數(shù)字不是問題。 我確實(shí)認(rèn)為成員沒有掛接到集群是一個(gè)問題，但是如果發(fā)生這種情況，則還有更大的事情要擔(dān)心。 如果群集重新啟動(dòng)，則ID將從零開始。 那是因?yàn)閕d不能持久存在。 這是一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，一個(gè)機(jī)會。 為了解決這個(gè)問題，可以將IdGenerators設(shè)置為以特定數(shù)字開頭，只要其他人沒有聲明它并且還沒有生成ID。 替代方法是創(chuàng)建自己的ID生成器或使用java.util.UUID類。 這可能需要更多空間，但是每個(gè)項(xiàng)目都有其自己的要求可以滿足。 IdGenerator始終具有一個(gè)同步備份，無法進(jìn)行配置。

鎖

這是經(jīng)典的同步方法。 它是分發(fā)的排他鎖。 只需調(diào)用方法鎖，線程便會等待或獲得鎖。 一旦建立了鎖定，就可以執(zhí)行關(guān)鍵部分。 工作完成后，將使用解鎖方法。 這項(xiàng)技術(shù)的資深人士會將關(guān)鍵部分放在try finally塊中，在try塊外部建立鎖定，并在finally部分建立解鎖。 這對于在線程安全的結(jié)構(gòu)上執(zhí)行操作非常有用。 獲取鎖的進(jìn)程擁有該鎖，并且需要調(diào)用解鎖才能使其他進(jìn)程能夠建立鎖。 當(dāng)一個(gè)人在網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)位置都有線程時(shí)，這可能會出現(xiàn)問題。 Hazelcast想到了這個(gè)問題，并在成員退出時(shí)釋放了鎖定。 另一個(gè)功能是鎖定方法的超時(shí)時(shí)間為300秒。 這樣可以防止線程不足。 ILock具有一個(gè)同步備份，并且不可配置。

有經(jīng)驗(yàn)的人的一些建議，使關(guān)鍵部分盡可能小 ； 這有助于提高性能并防止死鎖。 由于線程的執(zhí)行順序未知，因此死鎖難以調(diào)試且難以測試。 漏洞一度表現(xiàn)出來，然后就沒有。 由于鎖放錯(cuò)了位置，因此可能會持續(xù)一周或更長時(shí)間。 然后必須確保它不會再次發(fā)生。 由于線程的執(zhí)行未知，很難證明這一點(diǎn)。 等到一切完成時(shí)，老板會因?yàn)榛ㄙM(fèi)的時(shí)間而感到沮喪，并且不知道該錯(cuò)誤是否已修復(fù)。

ICondition

是否曾經(jīng)想等待事件發(fā)生，但又不想其他人也必須等待事件發(fā)生？ 這正是線程編程中的條件。 在Java 1.5之前，這是通過synced-wait-notify技術(shù)完成的。 這可以通過鎖定條件技術(shù)來執(zhí)行。 和我一起旅行，我可以向大家展示這是如何工作的。 想象一下這樣一種情況，即存在一個(gè)非線程安全列表，并且有生產(chǎn)者和使用者進(jìn)行讀寫。 顯然，有些關(guān)鍵部分需要保護(hù)。 那落入了鎖。 建立鎖定后，便可以開始關(guān)鍵工作。 唯一的問題是資源處于對線程無用的狀態(tài)。 例如，消費(fèi)者無法從空列表中提取條目。 生產(chǎn)者無法將條目放入完整列表。 這是條件進(jìn)入的地方。生產(chǎn)者或消費(fèi)者將進(jìn)入while循環(huán)，以測試條件是否有利，然后調(diào)用condition.await（）。 調(diào)用await之后，該線程將放棄其鎖定，并讓其他線程訪問其關(guān)鍵部分。 等待中的線程將鎖重新測試其條件，并可能等待更多時(shí)間或條件已滿足并開始工作。 關(guān)鍵部分完成后，線程可以調(diào)用signal（）或signalAll（）來告訴其他線程喚醒并檢查其狀況。 條件是由鎖而不是Hazelcast實(shí)例創(chuàng)建的。 另一件事是，如果要分發(fā)條件，則必須使用lock.newCondition（String name）方法。 IConditions具有一個(gè)同步備份，無法配置。

我無法說出使用這種技術(shù)會發(fā)生多少死鎖。 有時(shí)，當(dāng)線程正在等待并且一切正常時(shí)，就會發(fā)出信號。 另一方面是在線程不等待時(shí)發(fā)送信號，進(jìn)入等待狀態(tài)并永遠(yuǎn)等待。 因此，我主張?jiān)诘却龝r(shí)使用超時(shí)，以便線程可以每隔一段時(shí)間檢查一次是否滿足條件。 這樣，如果信號丟失，則可能發(fā)生的最壞情況是等待時(shí)間短而不是永遠(yuǎn)等待。 我在示例中使用了超時(shí)技術(shù)。 復(fù)制并粘貼所需的代碼。 我寧愿使用正在測試的技術(shù)，也不愿使用未經(jīng)測試的代碼入侵互聯(lián)網(wǎng)。

ICountDownLatch

ICountDownLatch是一個(gè)同步工具，當(dāng)其計(jì)數(shù)器變?yōu)榱銜r(shí)觸發(fā)。 這不是進(jìn)行協(xié)調(diào)的常用方法，但是在需要時(shí)可用。 我認(rèn)為示例部分提供了有關(guān)其工作原理的更好的解釋。 鎖存器歸零后可以復(fù)位，因此可以再次使用。 如果擁有成員離開，則會發(fā)出所有等待閂鎖到達(dá)零的線程的信號，就好像已達(dá)到零。 ICountDownLatch在另一個(gè)地方同步備份，無法配置。

等量線

是的，有經(jīng)典信號量的分布式版本。 令我激動(dòng)的是，因?yàn)槲疑洗紊喜僮飨到y(tǒng)課時(shí)，信號量需要一些硬件支持。 也許我只是和自己約會，哦，它仍然很酷（再次約會我自己）。 信號量通過限制可以訪問資源的線程數(shù)來工作。 與鎖不同，信號量沒有所有權(quán)感，因此不同的線程可以釋放對資源的聲明。 與其余的原語不同，可以配置ISemaphore。 我在示例中配置一個(gè)。 它位于我項(xiàng)目的默認(rèn)包中的hazelcast.xml中。

例子

這里是例子。 我對上一篇帖子發(fā)表了評論，要求我對代碼進(jìn)行縮進(jìn)，以使其更具可讀性。 由于我要發(fā)布的代碼量很大，所以這次我將確保這樣做。 將會看到我以前沒有討論過的幾件事。 一種是IExecutorService。 這是ExecutorService的分布式版本。 一個(gè)人實(shí)際上可以發(fā)送工作，以由不同的成員完成。 另一件事是，所有定義的Runnable / Callable類都實(shí)現(xiàn)了Serializable。 這在分布式環(huán)境中是必需的，因?yàn)榭梢詫ο蟀l(fā)送給不同的成員。 最后一件事是HazelcastInstanceAware接口。 它允許類訪問本地 Hazelcast實(shí)例。 然后，類可以獲取所需資源的實(shí)例（例如ILists）。 事不宜遲，我們開始。

長壽

package hazelcastprimitives.iatomiclong;import com.hazelcast.core.Hazelcast; import com.hazelcast.core.HazelcastInstance; import com.hazelcast.core.IAtomicLong; import com.hazelcast.core.IFunction; import java.io.Serializable;/**** @author Daryl*/ public class IAtomicLongExample {public static class MultiplyByTwoAndSubtractOne implements IFunction, Serializable {@Overridepublic Long apply(Long t) {return (long)(2 * t - 1);}}public static final void main(String[] args) {HazelcastInstance instance = Hazelcast.newHazelcastInstance();final String NAME = "atomic";IAtomicLong aLong = instance.getAtomicLong(NAME);IAtomicLong bLong = instance.getAtomicLong(NAME);aLong.getAndSet(1L);System.out.println("bLong is now: " + bLong.getAndAdd(2));System.out.println("aLong is now: " + aLong.getAndAdd(0L));MultiplyByTwoAndSubtractOne alter = new MultiplyByTwoAndSubtractOne();aLong.alter(alter);System.out.println("bLong is now: " + bLong.getAndAdd(0L));bLong.alter(alter);System.out.println("aLong is now: " + aLong.getAndAdd(0L));System.exit(0);} }

注意，即使MutilpyAndSubtractOne類也實(shí)現(xiàn)了Serializable。

IdGenerator

package hazelcastprimitives.idgenerator;import com.hazelcast.core.Hazelcast; import com.hazelcast.core.HazelcastInstance; import com.hazelcast.core.IdGenerator;/**** @author Daryl*/ public class IdGeneratorExample {public static void main(String[] args) {HazelcastInstance instance = Hazelcast.newHazelcastInstance();IdGenerator generator = instance.getIdGenerator("generator");for(int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println("The generated value is " + generator.newId());}instance.shutdown();System.exit(0);} }

鎖

此ILock示例也可以視為ICondition示例。 我必須使用一個(gè)條件，因?yàn)長istConsumer始終在ListProducer之前運(yùn)行，所以我讓ListConsumer等到IList有消耗的東西。

package hazelcastprimitives.ilock;import com.hazelcast.core.Hazelcast; import com.hazelcast.core.HazelcastInstance; import com.hazelcast.core.HazelcastInstanceAware; import com.hazelcast.core.ICondition; import com.hazelcast.core.IExecutorService; import com.hazelcast.core.IList; import com.hazelcast.core.ILock; import java.io.Serializable; import java.util.concurrent.TimeUnit;/**** @author Daryl*/ public class ILockExample {static final String LIST_NAME = "to be locked";static final String LOCK_NAME = "to lock with";static final String CONDITION_NAME = "to signal with";/*** @param args the command line arguments*/public static void main(String[] args) {HazelcastInstance instance = Hazelcast.newHazelcastInstance();IExecutorService service = instance.getExecutorService("service");ListConsumer consumer = new ListConsumer();ListProducer producer = new ListProducer();try {service.submit(producer);service.submit(consumer);Thread.sleep(10000);} catch(InterruptedException ie){System.out.println("Got interrupted");} finally {instance.shutdown();}}public static class ListConsumer implements Runnable, Serializable, HazelcastInstanceAware {private transient HazelcastInstance instance;@Overridepublic void run() {ILock lock = instance.getLock(LOCK_NAME);ICondition condition = lock.newCondition(CONDITION_NAME);IList list = instance.getList(LIST_NAME);lock.lock();try {while(list.isEmpty()) {condition.await(2, TimeUnit.SECONDS);}while(!list.isEmpty()) {System.out.println("value is " + list.get(0));list.remove(0);}} catch(InterruptedException ie) {System.out.println("Consumer got interrupted");} finally {lock.unlock();}System.out.println("Consumer leaving");}@Overridepublic void setHazelcastInstance(HazelcastInstance hazelcastInstance) {instance = hazelcastInstance;}}public static class ListProducer implements Runnable, Serializable, HazelcastInstanceAware {private transient HazelcastInstance instance;@Overridepublic void run() {ILock lock = instance.getLock(LOCK_NAME);ICondition condition = lock.newCondition(CONDITION_NAME);IList list = instance.getList(LIST_NAME);lock.lock();try {for(int i = 1; i <= 10; i++){list.add(i);}condition.signalAll();} finally {lock.unlock();}System.out.println("Producer leaving");}@Overridepublic void setHazelcastInstance(HazelcastInstance hazelcastInstance) {instance = hazelcastInstance;}} }

ICondition

這是真正的ICondition示例。 注意SpunProducer和SpunConsumer如何共享相同的ICondition并相互發(fā)出信號。 注意我正在使用超時(shí)來防止死鎖。

package hazelcastprimitives.icondition;import com.hazelcast.core.Hazelcast; import com.hazelcast.core.HazelcastInstance; import com.hazelcast.core.HazelcastInstanceAware; import com.hazelcast.core.ICondition; import com.hazelcast.core.IExecutorService; import com.hazelcast.core.IList; import com.hazelcast.core.ILock; import java.io.Serializable; import java.util.concurrent.TimeUnit;/**** @author Daryl*/ public class IConditionExample {static final String LOCK_NAME = "lock";static final String CONDITION_NAME = "condition";static final String SERVICE_NAME = "spinderella";static final String LIST_NAME = "list";public static final void main(String[] args) {HazelcastInstance instance = Hazelcast.newHazelcastInstance();IExecutorService service = instance.getExecutorService(SERVICE_NAME);service.execute(new SpunConsumer());service.execute(new SpunProducer());try {Thread.sleep(10000);} catch(InterruptedException ie) {System.out.println("Hey we got out sooner than I expected");} finally {instance.shutdown();System.exit(0);}}public static class SpunProducer implements Serializable, Runnable, HazelcastInstanceAware {private transient HazelcastInstance instance;private long counter = 0;@Overridepublic void run() {ILock lock = instance.getLock(LOCK_NAME);ICondition condition = lock.newCondition(CONDITION_NAME);IList list = instance.getList(LIST_NAME);lock.lock(); try {if(list.isEmpty()) {populate(list);System.out.println("telling the consumers");condition.signalAll();}for(int i = 0; i < 2; i++) {while(!list.isEmpty()) {System.out.println("Waiting for the list to be empty");System.out.println("list size: " + list.size() );condition.await(2, TimeUnit.SECONDS);} populate(list);System.out.println("Telling the consumers");condition.signalAll();}} catch(InterruptedException ie) {System.out.println("We have a found an interuption");} finally {condition.signalAll();System.out.println("Producer exiting stage left");lock.unlock();}}@Overridepublic void setHazelcastInstance(HazelcastInstance hazelcastInstance) {instance = hazelcastInstance;}private void populate(IList list) {System.out.println("Populating list");long currentCounter = counter;for(; counter < currentCounter + 10; counter++) {list.add(counter);}}}public static class SpunConsumer implements Serializable, Runnable, HazelcastInstanceAware {private transient HazelcastInstance instance;@Overridepublic void run() {ILock lock = instance.getLock(LOCK_NAME);ICondition condition = lock.newCondition(CONDITION_NAME);IList list = instance.getList(LIST_NAME);lock.lock(); try {for(int i = 0; i < 3; i++) {while(list.isEmpty()) {System.out.println("Waiting for the list to be filled");condition.await(1, TimeUnit.SECONDS);}System.out.println("removing values");while(!list.isEmpty()){System.out.println("value is " + list.get(0));list.remove(0);}System.out.println("Signaling the producer");condition.signalAll();}} catch(InterruptedException ie) {System.out.println("We had an interrupt");} finally {System.out.println("Consumer exiting stage right");condition.signalAll();lock.unlock();}}@Overridepublic void setHazelcastInstance(HazelcastInstance hazelcastInstance) {instance = hazelcastInstance;}}}

ICountDownLatch

package hazelcastprimitives.icountdownlatch;import com.hazelcast.core.Hazelcast; import com.hazelcast.core.HazelcastInstance; import com.hazelcast.core.HazelcastInstanceAware; import com.hazelcast.core.ICountDownLatch; import com.hazelcast.core.IExecutorService; import com.hazelcast.core.IList; import com.hazelcast.core.ILock; import java.io.Serializable; import java.util.concurrent.TimeUnit;/**** @author Daryl*/ public class ICountDownLatchExample {static final String LOCK_NAME = "lock";static final String LATCH_NAME = "condition";static final String SERVICE_NAME = "spinderella";static final String LIST_NAME = "list";public static final void main(String[] args) {HazelcastInstance instance = Hazelcast.newHazelcastInstance();IExecutorService service = instance.getExecutorService(SERVICE_NAME);service.execute(new SpunMaster());service.execute(new SpunSlave());try {Thread.sleep(10000);} catch(InterruptedException ie) {System.out.println("Hey we got out sooner than I expected");} finally {instance.shutdown();System.exit(0);}}public static class SpunMaster implements Serializable, Runnable, HazelcastInstanceAware {private transient HazelcastInstance instance;private long counter = 0;@Overridepublic void run() {ILock lock = instance.getLock(LOCK_NAME);ICountDownLatch latch = instance.getCountDownLatch(LATCH_NAME);IList list = instance.getList(LIST_NAME);lock.lock(); try {latch.trySetCount(10);populate(list, latch);} finally {System.out.println("Master exiting stage left");lock.unlock();}}@Overridepublic void setHazelcastInstance(HazelcastInstance hazelcastInstance) {instance = hazelcastInstance;}private void populate(IList list, ICountDownLatch latch) {System.out.println("Populating list");long currentCounter = counter;for(; counter < currentCounter + 10; counter++) {list.add(counter);latch.countDown();}}}public static class SpunSlave implements Serializable, Runnable, HazelcastInstanceAware {private transient HazelcastInstance instance;@Overridepublic void run() {ILock lock = instance.getLock(LOCK_NAME);ICountDownLatch latch = instance.getCountDownLatch(LATCH_NAME);IList list = instance.getList(LIST_NAME);lock.lock(); try {if(latch.await(2, TimeUnit.SECONDS)) {while(!list.isEmpty()){System.out.println("value is " + list.get(0));list.remove(0);}}} catch(InterruptedException ie) {System.out.println("We had an interrupt");} finally {System.out.println("Slave exiting stage right");lock.unlock();}}@Overridepublic void setHazelcastInstance(HazelcastInstance hazelcastInstance) {instance = hazelcastInstance;}}}

等量線

組態(tài)

這是ISemaphore配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <hazelcast xsi:schemaLocation ="http://www.hazelcast.com/schema/config http://www.hazelcast.com/schema/config/hazelcast-config-3.0.xsd " xmlns ="http://www.hazelcast.com/schema/config " xmlns:xsi ="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"><network><join><multicast enabled="true"/></join></network><semaphore name="to reduce access"><initial-permits>3</initial-permits></semaphore> </hazelcast>

范例程式碼

package hazelcastprimitives.isemaphore;import com.hazelcast.core.Hazelcast; import com.hazelcast.core.HazelcastInstance; import com.hazelcast.core.HazelcastInstanceAware; import com.hazelcast.core.IExecutorService; import com.hazelcast.core.ISemaphore; import com.hazelcast.core.IdGenerator; import java.io.Serializable; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.Future;/**** @author Daryl*/ public class ISemaphoreExample {static final String SEMAPHORE_NAME = "to reduce access";static final String GENERATOR_NAME = "to use";/*** @param args the command line arguments*/public static void main(String[] args) {HazelcastInstance instance = Hazelcast.newHazelcastInstance();IExecutorService service = instance.getExecutorService("service");List<Future> futures = new ArrayList(10);try {for(int i = 0; i < 10; i++) {futures.add(service.submit(new GeneratorUser(i)));}// so I wait til the last man. No this may not be scalable.for(Future future: futures) {future.get();}} catch(InterruptedException ie){System.out.printf("Got interrupted.");} catch(ExecutionException ee) {System.out.printf("Cannot execute on Future. reason: %s\n", ee.toString());} finally {service.shutdown();instance.shutdown();}}static class GeneratorUser implements Callable, Serializable, HazelcastInstanceAware {private transient HazelcastInstance instance;private final int number;public GeneratorUser(int number) {this.number = number;}@Overridepublic Long call() {ISemaphore semaphore = instance.getSemaphore(SEMAPHORE_NAME);IdGenerator gen = instance.getIdGenerator(GENERATOR_NAME);long lastId = -1;try {semaphore.acquire();try {for(int i = 0; i < 10; i++){lastId = gen.newId();System.out.printf("current value of generator on %d is %d\n", number, lastId);Thread.sleep(1000);}} catch(InterruptedException ie) {System.out.printf("User %d was Interrupted\n", number);} finally {semaphore.release();}} catch(InterruptedException ie) {System.out.printf("User %d Got interrupted\n", number);}System.out.printf("User %d is leaving\n", number);return lastId;}@Overridepublic void setHazelcastInstance(HazelcastInstance hazelcastInstance) {instance = hazelcastInstance;}}}

結(jié)論

在這篇文章中討論了Hazelcast的原語。 大多數(shù)（如果不是全部的話）都圍繞線程協(xié)調(diào)展開。 分享了原始和個(gè)人經(jīng)歷的解釋。 在示例中，顯示了不同類型的協(xié)調(diào)。 可以通過以下版本的http://darylmathisonblog.googlecode.com/svn/trunk/HazelcastPrimitives下載示例。

參考資料

• 《榛樹之書》：可在www.hazelcast.com找到
• Hazelcast文檔：在Hazelcast下載發(fā)現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)www.hazelcast.org

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2014/10/beginners-guide-to-hazelcast-part-3.html

hazelcast入門教程

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的hazelcast入门教程_Hazelcast入门指南第3部分的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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