一、CountDowLatch(闭锁)(倒计数锁存器)
CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下,在完成某些运算时,只有其他所有线程的运算全部完成,当前运算才继续执行。
利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A,它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行,此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能。
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
new Thread(){
public void run() {
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
latch.countDown();
};
}.start();
new Thread(){
public void run() {
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
latch.countDown();
};
}.start();
System.out.println("等待 2 个子线程执行完毕...");
latch.await();
System.out.println("2 个子线程已经执行完毕");
System.out.println("继续执行主线程");
}
二、Semaphore(信号量-控制同时访问的线程个数)
信号量可以控制同时访问的线程个数,通过acquire()获取一个许可,如果没有就等待,而通过release()释放一个许可。
Semaphore类中比较重要的几个方法:
1)public void acquire():用来获取一个许可,若无许可能够获得,则会一直等待,知道获得许可。
2)public void acquire(int permits):获取permits个许可。
3)public void release(){}:释放许可,注意,在释放许可之前,必须先获得许可。
4)public void release(int permits){}:释放permits个许可。
上面4个方法都会被阻塞,如果想立即得到执行结果,可以使用下面几个方法:
1)public boolean tryAcquire():尝试获取一个许可,若获取成功,则立即返回true,若获取失败,则立即返回false。
2)public boolean tryAcquire(long timeout,TimeUnit unit):尝试获取一个许可,若在指定的时间内获取成功,则立即返回true,否则立即返回false。
3)public boolean tryAcquire(int permits):尝试获取permits个许可,若获取成功,则立即返回true,若获取失败,则立即返回false。
4)public boolean tryAcquire(int permits,long timeout,TimeUnit unit):尝试获取permits个许可,若在指定的时间内获取成功,则立即返回true,否则立即返回false。
5)还可以通过availablePermits()方法得到可用的许可数目。
例子:若一个工厂有5台机器,一台机器同时只能被一个工人使用,只有使用完了,其他工人才能继续使用。那么我们就可以通过Semaphore来实现:
int N = 8; //工人数
Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //机器数目
for(int i=0;i<N;i++){
new Worker(i,semaphore).start();
}
static class Worker extends Thread{
private int num;
private Semaphore semaphore;
public Worker(int num,Semaphore semaphore){
this.num = num;
this.semaphore = semaphore;
}
public void run() {
try {
semaphore.acquire();
System.out.println("工人"+this.num+"占用一个机器在生产...");
Thread.sleep(2000);
System.out.println("工人"+this.num+"释放出机器");
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
三、CyclicBarrier(回环栅栏-等待至barrier状态再全部同时执行)
回环栅栏,通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行,叫做回环,是因为当所有等待线程都被释放以后,CyclicBarrier可以被重用。我们暂且把这种状态叫做barrier,当调用await()方法之后,线程就处于barrier了。
CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法,它有两个重载版本:
1)public int await():用来挂起当前线程,直至所有线程都到达barrier状态再同时执行后续任务。
2)public int await(long timeout,TimeUnit unit):让这些线程等待至一定的时间,如果还有线程没有到达barrier状态就直接让到达barrier的线程执行后续任务。
具体使用如下:
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
for(int i=0;i<N;i++)
new Writer(barrier).start();
}
static class Writer extends Thread{
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
}
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟线程需要预定写入数据操作
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕,等待其他线程写入完毕");
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}catch(BrokenBarrierException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有线程写入完毕,继续处理其他任务,比如数据操作");
}
}
三者之间的联系与区别:
CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待,只不过它们侧重点不同。
CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个线程执行完任务之后,它才执行;而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态,然后这一组线程再同时执行。
另外,CountDownLatch是不能够重用的,而CyclicBarrier是可以重用的。
Semaphore其实和锁有点类似,它一般用于控制对某组资源的访问权限。
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