如何在不使用阻塞队列的情况下将消息传递到另一个线程？

Question

我有一个非常简单的服务器（使用 kryonet）。客户端仅存储汽车的当前状态（x、y、角度等）并发送加速和转弯请求。

服务器正在接收请求并将它们添加到物理线程耗尽、读取和更新的 ArrayBlockingQueue 中。

当添加另一个玩家时，游戏速度几乎减慢一倍。我已经排除了很多事情（我将所有更新和包发送限制在 60Hz。）

我怀疑使用阻塞队列会阻塞太多，从而导致速度减慢。

如何在不出现阻塞问题的情况下将客户端请求发送到物理线程？

Answer 1

我怀疑使用阻塞队列会阻塞太多，从而导致速度变慢。

你怀疑错了。以下测试程序通过 ArrayBlockingQueue 推送 100 万个整数：

public class ArrayBlockingQueuePerfTest {
    int maxi = 1000000;

    ArrayBlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(1000,
            true);

    Thread sender = new Thread("sender") {
        public void run() {
            try {
                for (int i = 0; i < maxi; i++) {
                    queue.offer(i, 1, TimeUnit.SECONDS);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        };
    };
    Thread receiver = new Thread("receiver") {
        public void run() {
            try {
                int count = 0;
                long sum = 0;
                while (count < maxi) {
                    sum += queue.poll(1, TimeUnit.SECONDS);
                    count++;
                }
                System.out.println("done");
                System.out.println("expected sum: " + ((long) maxi) * (maxi - 1) / 2);
                System.out.println("actual sum:   " + sum);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        };
    };

    public ArrayBlockingQueuePerfTest() {
        sender.start();
        receiver.start();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new ArrayBlockingQueuePerfTest();
    }
}

在我的笔记本电脑上，它会在几秒钟内终止。因此，无论您的性能瓶颈在哪里，它都不是 ArrayBlockingQueue，它可以处理比您需要的吞吐量至少高 3 个数量级的吞吐量。换句话说，即使您找到了一种根本不需要执行时间的线程通信方法，最多也只能将您的程序加速 0.1%。

对于这个问题和所有其他性能问题，请吸取教训：解决现有代码中的任何性能问题时，第一步是测量代码的哪一部分速度慢，通常情况下，它不是人们所期望的。探查器极大地简化了这项任务。

Answer 2

您可以使用中断器（环形缓冲区），这是一种用于实现队列的无锁机制。请参阅：

• http://code.google.com/p/disruptor
• http://martinfowler.com/articles/lmax.html

Answer 3

我已经找到了这个错误。我需要以不同的方式限制物理模拟（不是使用 world.step() 函数，而是限制调用的频率）。是这样的。

while(true)
{
    delta = System.nanoTime() - timer;

    if(delta >= 16666666) // 60 Hz
    {
        world.step(1.0f, 6, 2);

        processAndUpdateYourData();

        timer = System.nanoTime();
    }
}

然后我需要调整所有物理数字，使它们在这种配置下感觉自然。

Answer 4

你的问题以实现为前提 - 你最好问“为什么我的代码这么慢？”。

阻塞队列是实现生产者/消费者模式最有效的方式。

我会添加更多的消费者线程 - 尝试添加与处理器核心一样多的消费者线程 - 即 Runtime.getRuntime().availableProcessors()。

Answer 5

确保您创建的队列具有足够的可用槽位以满足所有客户端的需求。如果队列因客户端过多而变满，则它们在尝试插入命令时会阻塞。如果这不是问题，则意味着您的物理（消费者）线程无法跟上请求，您需要确保它获得更多的处理时间。