java并发编程之并发工具类CountDownLatch，CyclicBarrier，Semaphore详解（转）

1 前言

在JDK的并发包里提供了几个非常有用的并发工具类。CountDownLatch、CyclicBarrier和 Semaphore工具类提供了一种并发流程控制的手段，Exchanger工具类则提供了在线程间交换数 据的一种手段。本文会对这些并发工具类进行介绍。

2 等待多线程完成的CountDownLatch

2.1 CountDownLatch案例演示

countdownlatch 是一个同步工具类，它允许一个或多个线程一直等待，直到其他线程的操作执行完毕再执行。从命名可以解读到 countdown 是倒数的意思，类似于我们倒计时的概念。
countdownlatch 提供了两个方法，一个是 countDown，一个是 await，countdownlatch 初始化的时候需要传入一个整数，在这个整数倒数到 0 之前，调用了 await 方法的程序都必须要等待，然后通过 countDown 来倒数。

public class CountDownLatchDemo {
    public static void main(String[] args) {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"同学离开了");
                countDownLatch.countDown();
            }).start();
        }
        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"要关门了,此时教室已经没人了~");
    }
}

3 同步屏障CyclicBarrier

CyclicBarrier的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，让一 组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会 开门，所有被屏障拦截的线程才会继续运行。

3.1 CyclicBarrier使用场景

使用场景：5个工程师一起来公司应聘，招聘方式分为笔试和面试。首先，要等人到齐后，开始笔试；笔试结束之后，再一起参加面试。把5个人看作5个线程，代码如下：
Main类

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws BrokenBarrierException, InterruptedException {
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new MyThread("线程-" + (i + 1), barrier).start();
        }
    }
}

MyThread类：

public class MyThread extends Thread{

    private final CyclicBarrier barrier;
    private final Random random = new Random();
    public MyThread(String name, CyclicBarrier barrier) {
        super(name);
        this.barrier = barrier;
    }
    @Override public void run() {
        try {
            Thread.sleep(random.nextInt(2000));
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 已经到达公司");
            barrier.await();
            Thread.sleep(random.nextInt(2000));
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 已经笔试结束");
            barrier.await();
            Thread.sleep(random.nextInt(2000));
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 已经面试结束");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BrokenBarrierException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        super.run();
    }
}

在整个过程中，有2个同步点：第1个同步点，要等所有应聘者都到达公司，再一起开始笔试；第2个同步点，要等所有应聘者都结束笔试，之后一起进入面试环节。

3.3 CyclicBarrier与CountDownLatch 区别

CountDownLatch 是一次性的，CyclicBarrier 是可循环利用的
CountDownLatch的计数器只能使用一次，而CyclicBarrier的计数器可以使用reset()方法重置，可以使用多次，所以CyclicBarrier能够处理更为复杂的场景；

4 控制并发线程数的Semaphore

Semaphore（信号量）是用来控制同时访问特定资源的线程数量，它通过协调各个线程，以 保证合理的使用公共资源

4.1 Semaphore的使用场景

public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore=new Semaphore(3);//此时海底捞有3个空桌
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println("第"+Thread.currentThread().getName()+"等待者抢到座位。");
                    //假设每桌客人吃饭时间为3S
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                    System.out.println("第"+Thread.currentThread().getName()+"客人吃完饭离开。");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    semaphore.release();
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

作者：干天慈雨
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来源：简书
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