在多个 java 线程之间共享数据并获取更新值

Question

我想创建一个 java 应用程序，我们希望在访问令牌的帮助下为多个用户进行休息调用。我每个用户使用 1 个线程。我正在使用的访问令牌有效期为 1 hour.Once 令牌过期，我将收到 401 错误，并且必须更新所有线程的令牌，然后继续。我正在考虑使用我已设为静态的 volatile 变量来更新所有线程。我的要求是，当我在其中一个线程中知道令牌已过期时，我希望所有线程停止处理并等待新令牌生成（这需要几秒钟）。此外，一旦生成，令牌应自动更新，每个线程不会因令牌过期而失败。

下面是我写的示例代码：

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Sample {

public static void main(String[] args) {

    String[] myStrings = { "User1" , "User2" , "User3" };

    ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors
            .newScheduledThreadPool(myStrings.length);

    TokenGenerator.getToken();

    for(String str : myStrings){
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Task(str), 0, 5, TimeUnit.SECONDS);    
    }
}

}

 class Task implements Runnable{

private String name;

public Task(String name){
    this.name = name;

}


@Override
public void run() {

    getResponse(TokenGenerator.token);

}

private void getResponse(String token) {
    // Make http calls
    // if token expire , call getToken again. Pause all the running threads , and
    // update the token for all threads

    TokenGenerator.getToken();
}

 }

 class TokenGenerator {

public static volatile String token;

public static void getToken() {

    token = "new Token everytime";

}

 }

有没有更好的方法来解决这个问题？上面的代码不满足我的用例，因为一旦线程开始生成新令牌，所有其他线程都不会被暂停。请求提出一些改进建议..

Answer 1

您可以使用以下模式，仅使用其 getter 访问令牌并在收到错误响应时调用 loadToken。

class TokenGenerator {
    private String token = null;
    public synchronized String getToken() {
        if (token == null) {
            loadToken();
        }
        return token;
    }
    public synchronized void loadToken() {
        token = "load here";
    }           
}

要解决您暂停线程的问题，您可以在任何您想暂停的地方调用 getToken() Thread，如果加载令牌当前处于活动状态，它将自动阻止。

class Task implements Runnable{
    private String name;
    private TokenGenerator tokenGenerator;

    public Task(String name, TokenGenerator tokenGenerator) {
        this.name = name;
        this.tokenGenerator = tokenGenerator;
    }

    @Override
    public void run() {
        getResponse(tokenGenerator.getToken());
    }

    private void getResponse(String token) {
        // Make http calls
        // if token expire , call getToken again. Pause all the running threads , and
        // update the token for all threads

        tokenGenerator.loadToken();
    }
}

Answer 2

您可以将令牌放在 AtomicReference and use a Semaphore 中以暂停线程：

public class TokenWrapper {
  private final AtomicReference<Token> tokenRef = new AtomicReference<>(null);
  private final Semaphore semaphore = new Semaphore(Integer.MAX_VALUE);

  public TokenWrapper() {
    Token newToken = // refresh token
    tokenRef.set(newToken);
  }

  public Token getToken() {
    Token token = null;
    while((token = tokenRef.get()) == null) {
      semaphore.acquire();
    }
    return token;
  }

  public Token refreshToken(Token oldToken) {
    if(tokenRef.compareAndSet(oldToken, null)) {
      semaphore.drainPermits();          
      Token newToken = // refresh token
      tokenRef.set(newToken);
      semaphore.release(Integer.MAX_VALUE);
      return newToken;
    } else return getToken();
  }
}

public class RESTService {
  private static final TokenWrapper tokenWrapper = new TokenWrapper();

  public void run() {
    Token token = tokenWrapper.getToken();
    Response response = // call service with token
    if(response.getStatus == 401) {
      tokenWrapper.refreshToken(token);
    }
  }
}

refreshToken() 在 tokenRef 上使用原子 compareAndSet 来确保只有一个线程会刷新令牌，然后在 semaphore 上调用 drainPermits()使其他线程等待直到令牌被刷新。 getToken() returns 令牌，如果它不是 null，否则等待 semaphore - 这是在循环中完成的，因为线程可能必须自旋在 tokenRef 被设置为 null 和 drainPermits() 被调用 semaphore 之间的几个周期。

编辑：修改了 refreshToken(Token oldToken) 的签名，以便传入旧令牌而不是在方法内部读取 - 这是为了防止 RESTService_A 刷新令牌的情况，RESTService_B 使用旧的过期令牌获得 401，然后 RESTService_B 在 RESTService_A 对 refreshToken 的调用完成后调用 refreshToken，导致令牌被刷新两次。使用新签名，RESTService_B 将传入旧的过期令牌，因此当旧令牌无法匹配新令牌时，compareAndSet 调用将失败，导致 refreshToken 仅被调用一次。

Answer 3

由于您需要做两件事（http 调用和更新令牌），您可以尝试两种检查方式。

一个检查令牌是否 is expired or not，另一个检查是否有其他线程正在尝试 update the token。

这里用一个小代码来演示这个想法（它的操作方式有点脏，所以可能需要一些清理）

...
private string token
private volatile static isTokenExpired=false   //checking if the token is expired or not
private volatile static waitingForTokenRefresher=false;  //checking if we should wait for update.

@Override
public void run(){
  while(tokenisExpired){
      //wait
  }

  //http calls find out if token is good to go
  //check if no one else uses the token:
  if( token is actually expired){
   if(!waitingForTokenRefresher){
       isTokenExpired=true;
       waitingForTokenRefresher=true;
       //refresh token
       waitingForTokenRefresher=false
       isTokenExpired=false;
   }
  }
   while(!waitingForTokenRefresher){
     //wait...
   }

}

在多个 java 线程之间共享数据并获取更新值

Sharing data between multiple java threads and get the updated value

java

multithreading

thread-safety