深入理解Java多线程与并发框（第⑩篇）——并发辅助工具类（很好的玩的工具类）

一、Exchanger 交换器（两线程间的通信）

使用场景：用于 有且仅有两个线程 间的 数据传输，就就是线程间的 通信 。它是 生产者/消费者 d的 wait() / notify() 的最佳替代工具。 核心原理：方法 exchange()阻塞特性：此方法被调用后等待其他线程来取数据，如果没有其他线程取得数据，则一直 阻塞。

示例：交替打印奇偶数：

public class Print {
    public static void main(String[] args) {
	// 交换器
	Exchanger<Integer> exchanger = new Exchanger<>();
	// 起始打印数值
	Integer startNumber = 1;
	// 终止的数值
	Integer endNumber= 100;
	// 线程1
	Thread t1 = new Thread(new Thread1(exchanger, startNumber, endNumber));
	Thread t2 = new Thread(new Thread2(exchanger, startNumber, endNumber));
	// 设置线程名称
	t1.setName("thread-no-1");
	t2.setName("thread-no-2");
	// 启动线程
	t1.start();
	t2.start();
}
}
/**
 * 打印奇数的线程
 */
class Thread1 implements Runnable {
private Exchanger<Integer> exchanger;
/** 被打印的数 */
private Integer number;
private final Integer endNumber;
public Thread1(Exchanger<Integer> exchanger, Integer startNumber, Integer endNumber) {
	this.exchanger = exchanger;
	this.number = startNumber;
	this.endNumber = endNumber;
}
@Override
    public void run() {
	while (number <= endNumber) {
		if (number % 2 == 1) {
			System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " : " + number);
		}
		try {
			exchanger.exchange(number++);
		}
		catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}
}
/**
 * 打印偶数的线程
 */
class Thread2 implements Runnable {
private Exchanger<Integer> exchanger;
/** 被打印的数 */
private Integer number;
private final Integer endNumber;
public Thread2(Exchanger<Integer> exchanger, Integer startNumber, Integer endNumber) {
	this.exchanger = exchanger;
	this.number = startNumber;
	this.endNumber = endNumber;
}
@Override
    public void run() {
	while (number <= endNumber) {
		if (number % 2 == 0) {
			System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " : " + number);
		}
		try {
			exchanger.exchange(number++);
		}
		catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}
}
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二、Semaphore 信号灯

核心原理： 通过发放设置最大 许可数，来限制线程的并发数。 默认是 非公平锁，效率高。

public Semaphore(int permits) {
	sync = new NonfairSync(permits);
}
Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
try {
	semaphore.acquire();
	// 获取许可
	// 逻辑
}
catch (InterruptedException e) {
	e.printStackTrace();
}
finally {
	semaphore.release();
	// 释放许可
}
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三、CountDownLatch 倒计时闩（锁）

核心原理：线程以 组团 的方式进行任务。 count 作为 stat 状态。await() 方式将 阻塞当前线程，直到 count 为 0。

CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);
countDownLatch.countDown();
// count - 1
// 预处理
try {
	countDownLatch.await();
	// 阻塞当前线程
	// 大家一起处理的时候，我才处理
}
catch (InterruptedException e) {
	e.printStackTrace();
}
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Sync同步器

private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
	private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;
	Sync(int count) {
		setState(count);
	}
	int getCount() {
		return getState();
	}
	protected int tryAcquireShared(int acquires) {
		return (getState() == 0) ? 1 : -1;
	}
	protected Boolean tryReleaseShared(int releases) {
		// 递减 count; 转换为零时发出信号
		for (;;) {
			int c = getState();
			if (c == 0)
			                return false;
			int nextc = c-1;
			if (compareAndSetState(c, nextc))
			                return nextc == 0;
		}
	}
}
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四、CyclicBarrier 循环栅栏（循环锁）

核心原理： 基于 ReentrantLock 和 Condition。 CyclicBarrier 不仅具有 CountDownLatch 的功能，还有实现屏障等待的功能，也就是阶段性同步。

CyclicBarrier与CountDownLatch比较

• CountDownLatch:一个线程(或者多个)，等待另外N个线程完成某个事情之后才能执行；CyclicBarrier:N个线程相互等待，任何一个线程完成之前，所有的线程都必须等待。
• CountDownLatch:一次性的；CyclicBarrier:可以重复使用。
• CountDownLatch基于AQS；CyclicBarrier基于锁和Condition。本质上都是依赖于volatile和CAS实现的。