1. Semaphore
信号量是一种计数器,用来保护一个或者多个共享资源的访问。如果线程要访问一个共享资源,必须先获得信号量。若内部计数器大于0,则减1,若等于0,则线程进入休眠直至计数器大于等于0。
Semaphore semaphore1 = new Semaphore(1); // 值为1的信号量 Semaphore semaphore2 = new Semaphore(1, true); // 公平模式,FIFO semaphore1.acquire(); // 获取资源,否则阻塞,且在阻塞过程中可以被中断 semaphore1.acquireUninterruptibly(); // 获取资源,否则阻塞,且在阻塞过程中不可被中断 semaphore1.tryAcquire(); // 尝试获取 semaphore1.release(); // 释放
2. CountDownLatch
CountDownLatch是一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许线程一直等待。若一个线程需要等待某些操作先执行完,需调用await()方法进入休眠,当一个操作完成,则调用countDown()将内部计数器减1,若变为0时,则唤醒所有因调用await()而进入休眠的线程。
CountDownLatch机制不是用来保护共享资源或者临界区的,它是用来同步执行多个任务的一个或者多个线程。
CountDownLatch不能被重置。
CountDownLatch controller = new CountDownLatch(number); // 计数器为number controller.countDown(); // 计数器减1 controller.getCount(); // 获取计数器的值 controller.await(); // 等待计数器变0
3. CyclicBarrier
CyclicBarrier是一个同步辅助类,它允许两个或者多个线程在某个点上进行同步。当一个线程到达指定的点后,调用await()方法休眠并等待其他的线程,当最后一个的await()方法被调用时,CyclicBarrier将唤醒所有在等待的线程然后这些线程将继续执行。
CyclicBarrier还可以传入另一个Runnable对象作为之后运行的线程。
CyclicBarrier可以被重置。
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5, task); // 需要集合5个线程,并且之后运行task barrier.await(); // 休眠等待 barrier.await(long, TimeUnit); // 保持休眠直到被中断。或者内部计数器变为0,或者时间过期 barrier.getNumberWaiting(); // 返回阻塞线程数目 barrier.getParties(); // 返回对象同步的任务数 barrier.reset(); // 重置对象,await()的线程抛出一个BrokenBarrierException barrier.isBroken(); // 判断对象是否损坏,这种状态在其中一个线程被中断抛出InterruptedException时出现
4. Phaser
一个辅助类,允许执行并发多阶段任务,在每一步结束时对线程进行同步。
需要对同步操作的任务数进行初始化,但是可以动态地增加或者减少任务数。
Phaser不会被中断响应。
Phaser phaser = new Phaser(3); // 需要3个线程同步 phaser.arriveAndAwaitActive(); // 等待3个线程到达此执行点 phaser.arriveAndDeregister(); // 减少一个需要同步的线程 phaser.onAdvance(); // 返回true则说明处于终止态 phaser.isFinalized();
Phaser还提供其他改变对象的方法。
Phaser phaser = new Phaser(3); // 需要3个线程同步 phaser.arrive(); // 通知一个参与者已经完成了当前阶段,不应该等待其他参与者,故不会同步 phaser.awaitAdvance(int); // 若传入参数与当前阶段一致,则当前线程休眠直到这个阶段参与者都完成;否则立即返回 phaser.awaitAdvanceInterruptibly(int); // 若被中断抛出异常 phaser.register(); // 注册一个新的参与者 phaser.register(int); // 批量注册 phaser.forceTermination(); // 强制终止
5. Exchanger
一个辅助类,允许在两个线程之间定义同步点,当两个线程都到达同步点时,交换他们的数据结构。
Exchanger<List<String>> exchanger = new Exchanger<List<String>>(); List<String> buffer = new List<String>(); buffer = exchanger.exchange(buffer);
6. Executor
分离了任务的创建和执行,只需要传递实现了Runnable接口的对象,通过执行器创建所需的线程,来负责Runnable对象的创建、实例化以及运行。其使用了线程池来提高程序的性能。
执行期框架另外的优势是Callable接口,将获得一个实现了Future接口的对象,用其控制Callable对象的状态和结果。
ThreadPoolExecutor executor = (ThreadPoolExecutor)Executors.newCachedThreadPool(); // 创建一个缓存线程池 executor.execute(task); // 传递实现Runnable或Callable接口的对象 executor.getPoolSize(); // 返回执行器线程池中的实际线程数 executor.getActiveCount(); // 返回正在执行任务的线程数 executor.getCompletedTaskCount(); // 返回执行器已经完成的任务数 executor.getLargestPoolSize(); // 获取曾经同时位于线程池中的最大线程数 executor.shutdown(); // 结束 executor.shutdownNow(); // 立即关闭执行器,返回等待执行的任务列表 executor.isTerminated(); // 若已调研shutdown()或shutdownNow()返回true executor.isShutdown(); // 若已调用shutdown()返回true executor.awaitTermination(long, TimeUnit); // 阻塞所调用的线程,直到完成任务或者达到所指定的timeout值
创建固定大小的Executor:
ThreadPoolExecutor executor = (ThreadPoolExecutor)Executors.newFixedThreadPool(int); // 创建一个固定大小的线程池
Future相关:
public class FactorialCal implements Callable<Integer> { @Override public Integer call() throws Exception { } } // 创建实现Callable接口的实例 Future<Integer> result = executor.submit(new FactorialCal()); // 获取结果 Integer number = result.get(); // 获取Integer,若未完成则一直阻塞 Integer number = result.get(long, TimeUnit); // 等待指定的时间,若未完成则返回null result.isDone(); // 检查任务是否完成
其他方法:
executor.invokdeAny(Collection<? extends Callable<T>>); // 实现任一后返回结果 executor.invokdeAny(Collection<? extends Callable<T>>); // 实现全部后返回结果
ScheduledThreadPoolExecutor executor = (ScheduledThreadPoolExecutor)Executor.newScheduledThreadPool(1); executor.schedule(new Task(), int, TimeUnit); ScheduledFuture<?> result = executor.scheduleAtFixedRate(new Task(), int, int, TimeUnit); // 循环任务