future 场景:
如果是一个多线程协作程序,比如菲波拉切数列,1,1,2,3,5,8...使用多线程来计算。
但后者需要前者的结果,就需要用callable接口了。
callable用法和runnable一样,只不过调用的是call方法,该方法有一个泛型返回值类型,你可以任意指定。
线程是属于异步计算模型,所以你不可能直接从别的线程中得到函数返回值。
这时候,Future就出场了。Futrue可以监视目标线程调用call的情况,当你调用Future的get()方法以获得结果时,当前线程就开始阻塞,直接call方法结束返回结果。
public static void main(String[] args) { ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors()); List<Future> fsL = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 200; i++) { int finalI = i; Future f = es.submit(new Callable() { @Override public Integer call() throws Exception { System.out.println("子线程在进行计算"); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } int sum = 0; sum += finalI; return sum; } }); fsL.add(f); } for (Future fu : fsL) { try { System.out.println("线程结果="+fu.get()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } }
CountDownLanch 场景
转自:http://www.linzenews.com/develop/2002.html
一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。
用给定的计数 初始化 CountDownLatch。由于调用了 countDown() 方法,所以在当前计数到达零之前,await 方法会一直受阻塞。之后,会释放所有等待的线程,await 的所有后续调用都将立即返回。这种现象只出现一次——计数无法被重置。如果需要重置计数,请考虑使用 CyclicBarrier。
CountDownLatch 是一个通用同步工具,它有很多用途。将计数 1 初始化的 CountDownLatch 用作一个简单的开/关锁存器,或入口:在通过调用 countDown() 的线程打开入口前,所有调用 await 的线程都一直在入口处等待。用 N 初始化的 CountDownLatch 可以使一个线程在 N 个线程完成某项操作之前一直等待,或者使其在某项操作完成 N 次之前一直等待。
CountDownLatch 的一个有用特性是,它不要求调用 countDown 方法的线程等到计数到达零时才继续,而在所有线程都能通过之前,它只是阻止任何线程继续通过一个 await。
举个例子:例如我们一群人(多个线程)要从北京一起到广州旅行,我们约定所有人都到达北京西站集合,当最后一个人到达北京西站的那一刻(计数器为0),我们才会一起同时进行下面的操作。
countdownLanch场景1:
示例用法: 下面给出了两个类,其中一组 worker 线程使用了两个倒计数锁存器:
第一个类是一个启动信号,在 driver 为继续执行 worker 做好准备之前,它会阻止所有的 worker 继续执行。
第二个类是一个完成信号,它允许 driver 在完成所有 worker 之前一直等待。
class Driver { // ... void main() throws InterruptedException { CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1); CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N); for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads new Thread(new Worker(startSignal, doneSignal)).start(); doSomethingElse(); // don't let run yet startSignal.countDown(); // let all threads proceed doSomethingElse(); doneSignal.await(); // wait for all to finish } } class Worker implements Runnable { private final CountDownLatch startSignal; private final CountDownLatch doneSignal; Worker(CountDownLatch startSignal, CountDownLatch doneSignal) { this.startSignal = startSignal; this.doneSignal = doneSignal; } public void run() { try { startSignal.await(); doWork(); doneSignal.countDown(); } catch (InterruptedException ex) {} // return; } void doWork() { ... } }
countdownLanch场景2:
另一种典型用法是,将一个问题分成 N 个部分,用执行每个部分并让锁存器倒计数的 Runnable 来描述每个部分,然后将所有 Runnable 加入到 Executor 队列。当所有的子部分完成后,协调线程就能够通过 await。(当线程必须用这种方法反复倒计数时,可改为使用 CyclicBarrier。)
class Driver2 { // ... void main() throws InterruptedException { CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N); Executor e = ... for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads e.execute(new WorkerRunnable(doneSignal, i)); doneSignal.await(); // wait for all to finish } } class WorkerRunnable implements Runnable { private final CountDownLatch doneSignal; private final int i; WorkerRunnable(CountDownLatch doneSignal, int i) { this.doneSignal = doneSignal; this.i = i; } public void run() { try { doWork(i); doneSignal.countDown(); } catch (InterruptedException ex) {} // return; } void doWork() { ... } }
内存一致性效果:线程中调用 countDown() 之前的操作 happen-before 紧跟在从另一个线程中对应 await() 成功返回的操作。
CyclicBarrier 场景
转自:http://blog.csdn.net/shihuacai/article/details/8856407
一个同步辅助类,它允许一组线程互相等待,直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。在涉及一组固定大小的线程的程序中,这些线程必须不时地互相等待,此时 CyclicBarrier 很有用。因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用,所以称它为循环 的 barrier。
需要所有的子任务都完成时,才执行主任务,这个时候就可以选择使用CyclicBarrier。
public class CyclicBarrierTest { public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException { //如果将参数改为4,但是下面只加入了3个选手,这永远等待下去 //Waits until all parties have invoked await on this barrier. CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3); ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3); executor.submit(new Thread(new Runner(barrier, "1号选手"))); executor.submit(new Thread(new Runner(barrier, "2号选手"))); executor.submit(new Thread(new Runner(barrier, "3号选手"))); executor.shutdown(); } } class Runner implements Runnable { // 一个同步辅助类,它允许一组线程互相等待,直到到达某个公共屏障点 (common barrier point) private CyclicBarrier barrier; private String name; public Runner(CyclicBarrier barrier, String name) { super(); this.barrier = barrier; this.name = name; } @Override public void run() { try { Thread.sleep(1000 * (new Random()).nextInt(8)); System.out.println(name + " 准备好了..."); // barrier的await方法,在所有参与者都已经在此 barrier 上调用 await 方法之前,将一直等待。 barrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(name + " 起跑!"); } }