面试题：Java责任链模式在高并发场景下的优化策略

1. 优化策略

多线程与线程池：
- 原理：将责任链中的处理任务分配到不同线程并行处理，利用线程池管理线程，避免频繁创建和销毁线程开销。线程池提供了线程复用机制，可控制并发线程数量，防止资源耗尽。
- 实现方式：在责任链的每个处理节点，将处理逻辑提交到线程池执行。例如使用 ExecutorService 接口的实现类 ThreadPoolExecutor 创建线程池。
锁机制：
- 原理：当责任链中有共享资源（如共享数据结构用于记录处理状态等）时，使用锁机制保证在多线程环境下对共享资源的安全访问，避免数据竞争导致的不一致问题。
- 实现方式：可以使用 synchronized 关键字修饰方法或代码块，也可以使用 java.util.concurrent.locks 包下的 Lock 接口及其实现类（如 ReentrantLock），ReentrantLock 相比 synchronized 提供了更灵活的锁控制，如可中断的锁获取、公平锁等特性。

2. 代码示例

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

// 抽象处理者
abstract class Handler {
    protected Handler successor;

    public void setSuccessor(Handler successor) {
        this.successor = successor;
    }

    public abstract void handleRequest(Request request);
}

// 具体处理者1
class ConcreteHandler1 extends Handler {
    private static final ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

    @Override
    public void handleRequest(Request request) {
        executor.submit(() -> {
            if (request.getRequestLevel() == 1) {
                System.out.println("ConcreteHandler1 处理请求: " + request.getRequestContent());
            } else if (successor != null) {
                successor.handleRequest(request);
            }
        });
    }
}

// 具体处理者2
class ConcreteHandler2 extends Handler {
    private static final ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

    @Override
    public void handleRequest(Request request) {
        executor.submit(() -> {
            if (request.getRequestLevel() == 2) {
                System.out.println("ConcreteHandler2 处理请求: " + request.getRequestContent());
            } else if (successor != null) {
                successor.handleRequest(request);
            }
        });
    }
}

// 请求类
class Request {
    private int requestLevel;
    private String requestContent;

    public Request(int requestLevel, String requestContent) {
        this.requestLevel = requestLevel;
        this.requestContent = requestContent;
    }

    public int getRequestLevel() {
        return requestLevel;
    }

    public String getRequestContent() {
        return requestContent;
    }
}

public class ChainOfResponsibilityPattern {
    public static void main(String[] args) {
        Handler handler1 = new ConcreteHandler1();
        Handler handler2 = new ConcreteHandler2();
        handler1.setSuccessor(handler2);

        Request request1 = new Request(1, "请求内容1");
        Request request2 = new Request(2, "请求内容2");

        handler1.handleRequest(request1);
        handler1.handleRequest(request2);
    }
}

3. 性能分析

多线程与线程池：
- 优点：通过并行处理任务，在高并发场景下可显著提高责任链的处理速度，减少响应时间。线程池的复用机制减少了线程创建和销毁的开销，提高了系统资源利用率。
- 缺点：引入了线程上下文切换开销，如果线程池大小设置不合理，可能导致线程过多造成资源竞争加剧，或线程过少无法充分利用系统资源。
锁机制：
- 优点：保证了共享资源的线程安全，避免数据不一致问题，从而提升系统稳定性。
- 缺点：锁机制会引入同步开销，降低系统并发性能。如果锁粒度控制不当，可能导致锁竞争激烈，形成性能瓶颈。例如，若对整个责任链处理逻辑加锁，会退化为单线程处理，严重影响并发性能。因此，需要合理控制锁的粒度，尽量只对共享资源操作加锁。

面试题：Java责任链模式在高并发场景下的优化策略

知识考点

面试题答案

1. 优化策略

2. 代码示例

3. 性能分析