最近学习了Java并发编程中的CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore，做个小总结。
这三个类都是java1.5中提供的一些非常有用的辅助类，用于帮助程序员实现并发编程。
CountDownLatch
- 背景
- CountDownLatch是一个同步工具类，用来协调多个线程之间的同步，或者说起到线程之间的通信（而不是用作互斥的作用）。
- CountDownLatch能够使一个线程在等待另外一些线程完成各自工作之后，再继续执行。使用一个计数器进行实现。计数器初始值为线程的数量。当每一个线程完成自己任务后，计数器的值就会减一。当计数器的值为0时，表示所有的线程都已经完成一些任务，然后在CountDownLatch上等待的线程就可以恢复执行接下来的任务。
- countDownLatch是在java1.5被引入，跟它一起被引入的工具类还有CyclicBarrier、Semaphore、concurrentHashMap和BlockingQueue。
- 存在于java.util.cucurrent包下。
- 概念
- countDownLatch这个类使一个线程等待其他线程各自执行完毕后再执行。
- 是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值是线程的数量。每当一个线程执行完毕后，计数器的值就-1，当计数器的值为0时，表示所有线程都执行完毕，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复工作了。
- 源码
- countDownLatch类中只提供了一个构造器
//参数count为计数值 public CountDownLatch(int count) { }; - 类中有三个方法最重要
//调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行 public void await() throws InterruptedException { }; //和await()类似，只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行 public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //将count值减1 public void countDown() { };
- countDownLatch类中只提供了一个构造器
- 实例
import java.util.concurrent.CountDownLatch; public class CountDownLatchDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6); for (int i = 1; i <= 6; i++) { new Thread(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t国，被灭"); countDownLatch.countDown(); }, CountryEnum.forEach_CountryEnum(i).getRetMessage()).start(); } countDownLatch.await(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 六国灭"); //System.out.println(CountryEnum.SIX); //System.out.println(CountryEnum.SIX.getRetCode()); //System.out.println(CountryEnum.SIX.getRetMessage()); } }
- 运行结果：
魏 国，被灭 齐 国，被灭 赵 国，被灭 韩 国，被灭 楚 国，被灭 燕 国，被灭 main 六国灭CyclicBarrier
- 概念
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允许一组线程全部等待彼此达到共同屏障点的同步辅助。 循环阻塞在涉及固定大小的线程方的程序中很有用，这些线程必须偶尔等待彼此。 屏障被称为循环 ，因为它可以在等待的线程被释放之后重新使用。
A
CyclicBarrier支持一个可选的Runnable命令，每个屏障点运行一次，在派对中的最后一个线程到达之后，但在任何线程释放之前。 在任何一方继续进行之前，此屏障操作对更新共享状态很有用。实现原理：在CyclicBarrier的内部定义了一个Lock对象，每当一个线程调用await方法时，将拦截的线程数减1，然后判断剩余拦截数是否为初始值parties，如果不是，进入Lock对象的条件队列等待。如果是，执行barrierAction对象的Runnable方法，然后将锁的条件队列中的所有线程放入锁等待队列中，这些线程会依次的获取锁、释放锁。
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- 方法
- 构造方法
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//创建一个新的 CyclicBarrier ，当给定数量的线程（线程）等待它时，它将跳闸，并且当屏障跳闸时不执行预定义的动作。 CyclicBarrier(int parties) //创建一个新的 CyclicBarrier ，当给定数量的线程（线程）等待时，它将跳闸，当屏障跳闸时执行给定的屏障动作，由最后一个进入屏障的线程执行。 CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
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- 常用方法
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//等待所有 parties已经在这个障碍上调用了 await 。 int await() //等待所有 parties已经在此屏障上调用 await ，或指定的等待时间过去。 int await(long timeout, TimeUnit unit) //返回目前正在等待障碍的各方的数量。 int getNumberWaiting() //返回旅行这个障碍所需的parties数量。 int getParties() //查询这个障碍是否处于破碎状态。 boolean isBroken() //将屏障重置为初始状态。 void reset()
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- 构造方法
- 示例
/** * @program: java8_demo * @description: CyclicBarrier的使用 * @author: XZQ * @create: 2020-01-06 10:43 **/ public class CyclicBarrierDemo { public static void main(String[] args) { CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7, () -> System.out.println("召唤神龙")); for (int i = 1; i <= 7; i++) { final int tempInt = i; new Thread(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 收集第：" + tempInt + "颗龙珠"); try { cyclicBarrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } }, String.valueOf(i)).start(); } } } - 运行结果
3 收集第：3颗龙珠 2 收集第：2颗龙珠 6 收集第：6颗龙珠 4 收集第：4颗龙珠 1 收集第：1颗龙珠 7 收集第：7颗龙珠 5 收集第：5颗龙珠 召唤神龙CountDownLatch和CyclicBarrier区别
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CountDownLatch和CyclicBarrier都是java.util.concurrent包下面的多线程工具类。
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CountDownLatch是一个计数器，线程完成一个记录一个，计数器递减，只能只用一次
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CyclicBarrier的计数器更像一个阀门，需要所有线程都到达，然后继续执行，计数器递增，提供reset功能，可以多次使用
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从字面上理解，CountDown表示减法计数，Latch表示门闩的意思，计数为0的时候就可以打开门闩了。Cyclic Barrier表示循环的障碍物。两个类都含有这一个意思：对应的线程都完成工作之后再进行下一步动作，也就是大家都准备好之后再进行下一步。然而两者最大的区别是，进行下一步动作的动作实施者是不一样的。这里的“动作实施者”有两种，一种是主线程（即执行main函数），另一种是执行任务的其他线程，后面叫这种线程为“其他线程”，区分于主线程。对于CountDownLatch，当计数为0的时候，下一步的动作实施者是main函数；对于CyclicBarrier，下一步动作实施者是“其他线程”。
Semaphore
- 概念
Semaphore是一种在多线程环境下使用的设施，该设施负责协调各个线程，以保证它们能够正确、合理的使用公共资源的设施，也是操作系统中用于控制进程同步互斥的量。Semaphore是一种计数信号量，用于管理一组资源，内部是基于AQS的共享模式。它相当于给线程规定一个量从而控制允许活动的线程数。
简单来说 Semaphore 是一个计数信号量，必须由获取它的线程释放。
常用于限制可以访问某些资源的线程数量，例如通过 Semaphore 限流。
- 方法
- 构造方法
//构造方法，创建具有给定许可数的计数信号量并设置为非公平信号量。 Semaphore(int permits) //构造方法，当fair等于true时，创建具有给定许可数的计数信号量并设置为公平信号量。 Semaphore(int permits,boolean fair) - 常用方法
//从此信号量获取一个许可前线程将一直阻塞。相当于一辆车占了一个车位 void acquire() //从此信号量获取给定数目许可，在提供这些许可前一直将线程阻塞。比如n=2，就相当于一辆车占了两个车位 void acquire(int n) //释放一个许可，将其返回给信号量。就如同车开走返回一个车位 void release() //释放n个许可 void release(int n) //当前可用的许可数 int availablePermits()
- 构造方法
- 示例
/** * @program: java8_demo * @description: Semaphore使用 * @author: XZQ * @create: 2020-01-06 11:08 **/ public class SemaphoreDemo { public static void main(String[] args) { Semaphore semaphore = new Semaphore(3);//模拟3个车位 for (int i = 1; i <= 6; i++) { new Thread(() -> { try { semaphore.acquire(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t抢到车位"); TimeUnit.SECONDS.sleep(3); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t停车三秒后离开车位"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { semaphore.release(); } }, String.valueOf(i)).start(); } } } - 运行结果
4 抢到车位 2 抢到车位 3 抢到车位 4 停车三秒后离开车位 3 停车三秒后离开车位 2 停车三秒后离开车位 6 抢到车位 5 抢到车位 1 抢到车位 5 停车三秒后离开车位 1 停车三秒后离开车位 6 停车三秒后离开车位 如果将 Semaphore semaphore = new Semaphore(3);//模拟3个车位改成 Semaphore semaphore = new Semaphore(1);//模拟1个车位 就如同一个单例模式，即单个停车位，只有一辆车进，然后这辆车出来后，下一辆车才能进。 运行结果就成为 2 抢到车位 2 停车三秒后离开车位 3 抢到车位 3 停车三秒后离开车位 5 抢到车位 5 停车三秒后离开车位 6 抢到车位 6 停车三秒后离开车位 4 抢到车位 4 停车三秒后离开车位 1 抢到车位 若改为6 3 抢到车位 4 抢到车位 5 抢到车位 1 抢到车位 6 抢到车位 2 抢到车位 3 停车三秒后离开车位 4 停车三秒后离开车位 1 停车三秒后离开车位 6 停车三秒后离开车位 2 停车三秒后离开车位 5 停车三秒后离开车位 - 总结
- Semaphore主要用于控制当前活动线程数目，就如同停车场系统一般，而Semaphore则相当于看守的人，用于控制总共允许停车的停车位的个数，而对于每辆车来说就如同一个线程，线程需要通过acquire()方法获取许可，而release()释放许可。如果许可数达到最大活动数，那么调用acquire()之后，便进入等待队列，等待已获得许可的线程释放许可，从而使得多线程能够合理的运行。
枚举的使用
/**
* @program: java8_demo
* @description: 枚举的使用
* @author: XZQ
* @create: 2020-01-06 10:03
**/
public enum CountryEnum {
ONE(1, "齐"), TWO(2, "楚"), THREE(3, "燕"), FOUR(4, "赵"), FIVE(5, "魏"), SIX(6, "韩");
private Integer retCode;
private String retMessage;
public Integer getRetCode() {
return retCode;
}
public String getRetMessage() {
return retMessage;
}
CountryEnum(Integer retCode, String retMessage) {
this.retCode = retCode;
this.retMessage = retMessage;
}
public static CountryEnum forEach_CountryEnum(int index) {
CountryEnum[] countryEnums = CountryEnum.values();
for (CountryEnum element : countryEnums) {
if (index == element.getRetCode())
return element;
}
return null;
}
}