Активный объект

Эта статья о методе многопоточности. см Вариант протокола lockstep . в разделе Активные объекты .

Шаблон активных объектов проектирования отделяет выполнение метода от вызова метода для объектов, каждый из которых находится в своем собственном потоке управления. Цель — внедрить параллелизм , используя асинхронный вызов методов и планировщик для обработки запросов.

Паттерн состоит из шести элементов:

• Прокси , который обеспечивает интерфейс для клиентов с общедоступными методами.
• Интерфейс, определяющий запрос метода для активного объекта.
• Список ожидающих запросов от клиентов.
• Планировщик , который решает , какой запрос выполнить следующим.
• Реализация метода активного объекта.
• или Обратный вызов переменная , позволяющая клиенту получить результат.

Пример

Ява

Пример шаблона активного объекта в Java .

Во-первых, мы видим стандартный класс, который предоставляет два метода, которые присваивают двойному значению определенное значение. Этот класс НЕ соответствует шаблону активного объекта.

class MyClass {

    private double val = 0.0;
    
    void doSomething() {
        val = 1.0;
    }

    void doSomethingElse() {
        val = 2.0;
    }
}

Этот класс опасен в многопоточном сценарии, поскольку оба метода могут быть вызваны одновременно, поэтому значение val (которое не является атомарным — оно обновляется в несколько этапов) может быть неопределенным — классическое состояние гонки. Конечно, для решения этой проблемы можно использовать синхронизацию, что в этом тривиальном случае легко. Но как только класс станет действительно сложным, синхронизация может стать очень сложной.

Чтобы переписать этот класс как активный объект, вы можете сделать следующее:

class MyActiveObject {

    private double val = 0.0;
    private BlockingQueue<Runnable> dispatchQueue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>();

    public MyActiveObject() {
        new Thread (new Runnable() {
                    
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        while (true) {
                            dispatchQueue.take().run();
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {   
                        // okay, just terminate the dispatcher
                    }
                }
            }
        ).start();
    }

    void doSomething() throws InterruptedException {
        dispatchQueue.put(new Runnable() {
                @Override
                public void run() { 
                    val = 1.0; 
                }
            }
        );
    }

    void doSomethingElse() throws InterruptedException {
        dispatchQueue.put(new Runnable() {
                @Override
                public void run() { 
                    val = 2.0; 
                }
            }
        );
    }
}

Java 8 (альтернатива)

Другой пример шаблона активного объекта в Java, реализованный вместо Java 8, обеспечивает более короткое решение.

public class MyClass {
    private double val; 
    
    // container for tasks
    // decides which request to execute next 
    // asyncMode=true means our worker thread processes its local task queue in the FIFO order 
    // only single thread may modify internal state
    private final ForkJoinPool fj = new ForkJoinPool(1, ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, true);
    
    // implementation of active object method
    public void doSomething() throws InterruptedException {
        fj.execute(() -> { val = 1.0; });
    }
 
    // implementation of active object method
    public void doSomethingElse() throws InterruptedException {
        fj.execute(() -> { val = 2.0; });
    }
}

См. также

• Параллельное объектно-ориентированное программирование
• Модель актера
• Фьючерсы и обещания
• Живой распределенный объект

Внешние ссылки

• Сверхвысокопроизводительное промежуточное программное обеспечение на основе Disruptor Active Object в C++14.
• Реализация активного объекта в C++11