java - 在保持同步的同时调度线程 - java

Question

TLDR 我很难同步多线程系统。

我已经实现了一个多线程共享出租车模拟器(速度可调)，其中包含一个加权图(其中权重是它花费的时间，以毫秒为单位越过边缘)表示路线图，用户 Taxi 和Passenger(每个都包含位置和开始时间)。

模拟器的运行是由以下线程创建的:

1. EventManager:根据开始时间启动实时 Activity (出租车和乘客)。
2. MatchMaker:在出租车和乘客之间运行匹配算法。
3. 出租车:每辆出租车都在一个单独的线程上运行，该线程计算出租车的当前位置、接载顺序并搜索最短路径。

问题是随着时间的推移，不同线程之间的时间差不断累积，进而导致模拟器不准确。例如，Taxi 可能位于本应花费 x 时间到达的位置，而模拟器的时间为 y ( y >> x )。我的猜测是，时间差异可能是 CPU 计时的结果，或者是长时间计算和与并发相关的方法(例如 wait() 和 synchronized( )).

如何确保所有线程以相同的速率工作？我应该添加延迟以使它们同步吗？或者在某处添加一个 Timer？

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对于一些线程的主要组件的实现(我删除了不相关的部分以保持问题清晰):

要移动 Taxi，我会遍历它的路径，并使用边的权重调用 sleep()(除以模拟器的速度使整个系统在每次迭代中以相同的速率工作):

List<Edge> path;

@Override
public void run(){
        Iterator<Edge> itr = path.iterator();
        
        while(itr.hasNext()){
                currEdge = itr.next();
                sleep(currEdge.getWeight());
        }
}

private void sleep(long ms) {
        try {
            Thread.sleep(sleepTime / Simulator.getSpeed());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
}

并且 EventManager 通过在事件的时间戳之间 hibernate 来为新事件计时:

Queue<Users> events;

@Override
public void run(){
        User nextEvent;
        
        while(!events.isEmpty()){
                nextEvent = events.poll();
                simulator.start(nextEvent);
                
                sleep(nextEvent);
        }
}

private void sleep(User curr) {
        if(!events.isEmpty()){
                long timeToNextEvent = events.peek().getStartTimeInMS() - curr.getStartTimeInMS();
                try {
                        Thread.sleep(timeToNextEvent / Simulator.getSpeed());
                } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                }
        }
}

Answer 1

我不确定这个答案是否有意义，但如果您的问题可以建模为 Discrete Event Simulation (DES)，我建议您使用模拟系统时钟。我已经使用并构建了几个 DES 系统，在所有这些系统中，模拟时间都是由一个队列维护的，队列中的元素根据事件时间进行排序。两个事件之间的实时时间当然是瞬时的。