如何使用 TimeUnit.timedWait() 而不丢失纳秒精度？

Question

我正在尝试实现Future.get(long, TimeUnit) 表示为 TimeUnit.timedWait(Object, long)。

目前尚不清楚如何使用 TimeUnit.timedWait(Object, long) 来处理虚假唤醒而不丢失 TimeUnit 的纳秒部分。通常你会做这样的事情：

public V get(long timeout, TimeUnit unit)
{
  long expirationTime = new Date().getTime() + unit.toMillis(timeout);
  while (!condition)
  {
    long timeLeft = expirationTime - new Date().getTime();
    if (timeLeft <= 0)
      throw new TimeoutException();
    unit.timedWait(object, timeLeft);
  }
}

但是你会失去纳秒部分。如果每个人都简单地放弃纳秒组件，那么 TimeUnit 甚至支持纳秒并提供 TimeUnit.timedWait() 的意义何在？

Answer 1

在等待之前，存储您想要超时的时间。

在通知等待线程之前，设置一些共享（同步）状态信号，指示等待线程应该停止等待，因为计算已完成。

当您的线程出于某种原因从等待中唤醒时，它应该检查共享状态以查看是否应该停止等待，并且还应该检查超时到期之前还剩下多长时间。如果超时尚未到期，并且共享状态告诉您没有停止等待，那么您应该再次等待（但使用根据当前时间计算的新的较短超时）。

Answer 2

您问题的答案位于 Object.wait(long) 规范：

线程也可以在没有被通知、中断或超时的情况下唤醒，即所谓的虚假唤醒。虽然这种情况在实践中很少发生，但应用程序必须通过测试应导致线程被唤醒的条件来防止这种情况，并在条件不满足时继续等待。换句话说，等待应该总是在循环中发生，如下所示：（

 synchronized (obj) {
     while (<condition does not hold>)
         obj.wait(timeout);
     ... // Perform action appropriate to condition
 }

有关此主题的更多信息，请参阅 Doug Lea 的“Java 并发编程（第二版）”（Addison-Wesley，2000 年）中的第 3.2.3 节，或者Joshua Bloch 的“Effective Java 编程语言指南”（Addison-Wesley，2001 年）中的第 50 条。

Answer 3

CountDownLatch 似乎是最简单的实现此方法的方法：

public class MutableFuture<T> implements Future<T>
{
  private final CountDownLatch done = new CountDownLatch(1);
  private T value;
  private Throwable throwable;

  public synchronized boolean isDone()
  {
    return done.getCount() == 0;
  }

  public synchronized T get(long timeout, TimeUnit unit)
    throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException
  {
    if (!done.await(timeout, unit))
      throw new TimeoutException();
    if (throwable != null)
      throw new ExecutionException(throwable);
    return value;
  }

  // remaining methods left as exercise to the reader :)
}

CountdownLatch 不容易受到虚假唤醒的影响（因为它可以在返回之前在内部检查闩锁状态）。