奇妙的雙緩沖機(jī)制寫日志（Java實(shí)現(xiàn)）

寫日志面臨的問題

寫日志在Web程序中是一個(gè)十分基礎(chǔ)與常見的需求，其對(duì)性能的要求很高。主要需要處理以下問題：

多線程并發(fā)，需要保證順序性。

高配IO操作，但I(xiàn)O操作相比其他指令耗時(shí)長(zhǎng)，性能低。

即一方面需要面對(duì)程序端高配的日志寫請(qǐng)求，一方面需要受限于系統(tǒng)磁盤相對(duì)緩慢寫入文件，應(yīng)該如何處理呢。

雙緩沖區(qū)

因此，引入雙緩沖區(qū)機(jī)制，一個(gè)緩沖區(qū)存儲(chǔ)應(yīng)用程序端發(fā)送的日志，按照時(shí)間順序依次存儲(chǔ)；另一個(gè)緩沖區(qū)負(fù)責(zé)向低層磁盤發(fā)送寫文件請(qǐng)求。

寫文件請(qǐng)求執(zhí)行相對(duì)較慢，因此當(dāng)寫文件執(zhí)行完畢后，通知管理程序，此時(shí)可以將另一個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)容寫入磁盤了。

雙緩沖區(qū)的奇妙之處就在于，兩個(gè)緩沖區(qū)的交換，是通過交換指針來實(shí)現(xiàn)的，非常的高效。

部分實(shí)現(xiàn)代碼如下（其他部分邏輯代碼已省略）。

// 負(fù)責(zé)接收應(yīng)用程序發(fā)來的日志 LinkedList currentBuffer = new LinkedList<>(); // 負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)同步到磁盤 LinkedList syncBuffer = new LinkedList<>();

public void log(String content) { // 加鎖保證第一個(gè)緩沖區(qū) synchronized(this) { // 將log寫入內(nèi)存緩沖中，這里不會(huì)直接刷入磁盤文件 currentBuffer.add(content); } // 將緩沖區(qū)中的內(nèi)容刷到磁盤 logSync(); }

private void logSync() { synchronized(this) { // 當(dāng)前在刷內(nèi)存緩沖到磁盤中去 if (isSyncRunning) { // 判斷是否第二個(gè)緩沖區(qū)還在刷 while (isSyncRunning) { try { // 釋放鎖，即允許第一個(gè)緩沖區(qū)繼續(xù)接收日志緩存, 然后等待被喚醒 wait(2000); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } // 此時(shí)沒有人在寫磁盤 } // 交換緩沖區(qū)指針 setReadyToSync(); // 設(shè)置當(dāng)前正在同步到磁盤的標(biāo)志位 isSyncRunning = true; } // 刷磁盤,性能最低，不能加鎖 logBuffer.flush(); synchronized(this) { // 同步完磁盤之后，將標(biāo)志位復(fù)位 isSyncRunning = false; // 喚醒其他等待刷磁盤的線程 notifyAll(); } }

public void setReadyToSync() { LinkedList tmp = currentBuffer; currentBuffer = syncBuffer; syncBuffer = tmp; }

奇妙之處

兩個(gè)緩沖區(qū)各自處理，互不干擾

兩個(gè)緩沖區(qū)很好的解決了應(yīng)用程序的“快速、多線程”與IO操作的“緩慢，單線程”的矛盾。應(yīng)該說，引入雙緩沖區(qū)是一個(gè)顯而易見的方式。

緩沖區(qū)交換

通過交換指針的方式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)緩沖區(qū)的功能互換，十分巧妙，令人稱贊。

總結(jié)

你知道嗎？電視機(jī)里也在用著雙緩沖機(jī)制

任務(wù)調(diào)度 多線程

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