主要有两类
①并发流程控制相关：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore
②线程间交换数据相关：Exchanger；
CountDownLatch
- 作用：允许一个或多个线程等待其他线程完成操作
- 使用步骤：
①定义一个CountDownLatch（称为计数器），并指定等待次数；
②在合适的时机将计数器减1；
③在需要等待所有任务结束的位置，调用await()方法；
根据JDK中的说明文档整理的两个例子：
例子1：
public class CountDownLatchLearning {
public void doSomething() { CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1); CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(10); //创建并启动线程 for (int i = 0; i < 10; ++i) { new Thread(new Worker(startSignal, doneSignal)).start(); } doSomeThingBeforeAllThreadsProcess(); startSignal.countDown(); //让之前for循环创建的线程开始真正工作 try { doneSignal.await(); // 等待之前for循环创建的线程执行结束 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } doSomeThingAfterAllThreadsProcess(); } private void doSomeThingAfterAllThreadsProcess() { //所有任务开始前，做一些准备工作 } private void doSomeThingBeforeAllThreadsProcess() { //所有任务开始后，做一些其他工作，如合并结果等等 } class Worker implements Runnable { private final CountDownLatch startSignal; private final CountDownLatch doneSignal; Worker(CountDownLatch startSignal, CountDownLatch doneSignal) { this.startSignal = startSignal; this.doneSignal = doneSignal; } @Override public void run() { try { startSignal.await();//等待，开始信号为0再继续向下进行 doWork(); } catch (InterruptedException ex) { ex.printStackTrace(); }finally { doneSignal.countDown();//完成后，将结束信号减1 } } void doWork() { //这里是真正有意义的任务 } } } 例子2：
public class CountDownLatchLearning1 {
public void doSomething() { CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(100); Executor e = Executors.newFixedThreadPool(10); for (int i = 0; i < 100; ++i) { e.execute(new WorkerRunnable(doneSignal, i)); } try { doneSignal.await(); // 等待所有任务结束 } catch (InterruptedException e1) { e1.printStackTrace(); } } private void doSomeThingAfterAllThreadsProcess() { //所有任务开始前，做一些准备工作 } private void doSomeThingBeforeAllThreadsProcess() { //所有任务开始后，做一些其他工作，如合并结果等等 } class WorkerRunnable implements Runnable { private final CountDownLatch doneSignal; private final int i; WorkerRunnable(CountDownLatch doneSignal, int i) { this.doneSignal = doneSignal; this.i = i; } @Override public void run() { doWork(i); doneSignal.countDown(); } void doWork(int i) { //这里是真正的有意义的任务 } } } CyclicBarrier
- 作用：让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行，适用于多线程计算数据，最后合并计算结果的场景。
- 使用：
①构造：
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {} public CyclicBarrier(int parties) {} 其中： parties指让多少个线程或者任务等待至barrier状态； barrierAction指当这些线程都达到barrier状态时会执行的内容； ②在合适的时机调用await方法，告诉CyclicBarrier我（当前线程）已经达到了屏障，然后当前线程被阻塞 public int await(); public int await(long timeout, TimeUnit unit); 返回当前线程到达屏障的次序（ 0 ~ getParties() - 1） ③其他有用的方法 getNumberWaiting()：获取CyclicBarrier阻塞的线程数量 isBroken()：阻塞线程（一个或多个）是否被中断 reset()：重置CyclicBarrier 举个例子：
public class CyclicBarriarExapmle {
private Map<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(); CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(10, ()->{ //线程全部到达屏障后，执行的任务 System.out.println("我是线程全部到达屏障后，执行的任务"); int result = 0; for(Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()){ result += entry.getValue(); } System.out.println("最终计算结果：" + result); }); private void calculate(){ for(int i = 0; i < 10; i++){ final int j = i; new Thread(()->{ //执行计算，假如计算结果是，计算完成后，放入map中 System.out.println("当前计算结果：" + j); map.put(Thread.currentThread().getName(), j); try { barrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } }).start(); } } public static void main(String[] args){ CyclicBarriarExapmle exapmle = new CyclicBarriarExapmle(); exapmle.calculate(); } } 程序最终输出：
当前计算结果：1
当前计算结果：4
当前计算结果：3
当前计算结果：2
当前计算结果：6
当前计算结果：0
当前计算结果：7
当前计算结果：5
当前计算结果：8
当前计算结果：9
我是线程全部到达屏障后，执行的任务
最终计算结果：45
CountDownLatch与CyclicBarrier的区别：二者都可以用来让一组线程等待其他线程，但CyclicBarrier功能更强大，可以重复使用，并可以设置优先任务。
Semaphore
- 作用：控制同时访问特定资源的线程数量，进行流量控制
- 使用：①创建Semaphore，根据资源特性，指定可以同时访问该资源的线程数量；②在具体使用资源的时候，首先从Semaphore获取许可证，使用完资源之后，释放资源
- 值得注意的是：在一个线程release之前，并不一定要acquire。可以根据程序需要，自行控制。
/**
* Releases a permit, returning it to the semaphore.
*
* <p>Releases a permit, increasing the number of available permits by
* one. If any threads are trying to acquire a permit, then one is
* selected and given the permit that was just released. That thread
* is (re)enabled for thread scheduling purposes.
*
* <p>There is no requirement that a thread that releases a permit must
* have acquired that permit by calling {@link #acquire}.
* Correct usage of a semaphore is established by programming convention
* in the application.
*/
public void release() { sync.releaseShared(1); } 举个例子：
public class SemaphoreExample {
private Semaphore semaphore = new Semaphore(10); private Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(30); public void calculate(){ for(int i = 0; i < 30; i++){ executor.execute(()->{ try { //获取许可证 semaphore.acquire(); //执行计算 System.out.println("使用资源，执行任务"); //释放许可证 semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); } } } Exchanger
- 作用：线程间数据交换，它提供一个同步点，两个线程可以交换彼此的数据，这两个线程通过exchange()方法交换数据，如果第一个线程先执行该方法，它会一直等待第二个线程也执行该方法，当两个线程都到达同步点的时候，这两个线程就可以交换数据。
public class ExchangerExample {
public static void main(String[] args){ Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>(); new Thread(()->{ String resultOne = "A"; try { String exchangeResult = exchanger.exchange(resultOne); System.out.println("我的计算结果是：" + resultOne + "，与我交换数据的那个线程计算的结果是：" + exchangeResult); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }).start(); new Thread(()->{ String resultTwo = "B"; try { String exchangeResult = exchanger.exchange(resultTwo); System.out.println("我的计算结果是：" + resultTwo + "，与我交换数据的那个线程计算的结果是：" + exchangeResult); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }).start(); } } 参考
《Java并发编程的艺术》，有适当更改
20171219更新：增加对Semaphore的release方法的解释。
作者：maxwellyue
链接：https://www.jianshu.com/p/738d1ddd6731
来源：简书
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