并发工具类

JDK中提供了两类并发工具类：

  • 并发流程控制相关：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore

  • 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：

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：

举个例子：

程序最终输出：

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。

举个例子：

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。

参考

《Java并发编程的艺术》，有适当更改

PreviousConditionNextCAS

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