CountDownLatch和CylicBarrier以及Semaphare你使用过吗

CountDownLatch

是什么

CountDownLatch的字面意思：倒计时 门栓

它的功能是：让一些线程阻塞直到另一些线程完成一系列操作后才唤醒。

它通过调用await方法让线程进入阻塞状态等待倒计时0时唤醒。

它通过线程调用countDown方法让倒计时中的计数器减去1，当计数器为0时，会唤醒哪些因为调用了await而阻塞的线程。

• 底层是使用AQS实现的

案例

假设老板开一个紧急会议，他先到会议室等着所有人签到然后开始开会，可以使用CountDownLatch进行模拟。

 public static void main(String[] args) {
        CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(5);

        for (int i=1;i<=5;i++){
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"签到！");
                countDownLatch.countDown();
            },"第"+i+"個人").start();
        }

        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("老板宣布人夠了开始开会！");
    }

运行结果：

//注意这里的签到顺序可以随意
第1個人签到！
第2個人签到！
第3個人签到！
第4個人签到！
第5個人签到！
老板宣布人夠了开始开会！

CyclicBarrier

是什么

CyclicBarrier [ˈsaɪklɪk] [ˈbæriər] 的字面意思：可循环使用的屏障 【栅栏】

它的功能是：让一组线程到达一个屏障时被阻塞，知道最后一个线程到达屏障，所有被屏障拦截的线程才会继续执行。

它通过调用await方法让线程进入屏障，

• 底层是通过ReentrantLock以及Condition中的await和signal实现

 /** The lock for guarding barrier entry */
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    /** Condition to wait on until tripped */
    private final Condition trip = lock.newCondition();

图例

例子

还是上面的开会的例子，我们使用CyclicBarrier实现。

public static void main(String[] args) {
        CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(5,()->{
            System.out.println("老板宣布人夠了开始开会！！");
        });

        for (int i=1;i<=5;i++){
            new Thread(()->{
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"签到！");
                    cyclicBarrier.await(); //如果等待的线程数未到，这里将一直等待
                    //等线程数够了下面语句将继续执行......
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            },"第"+i+"個人").start();
        }
    }

运行结果：

第1個人签到！
第2個人签到！
第3個人签到！
第4個人签到！
第5個人签到！
老板宣布人夠了开始开会！！

Semaphor

是什么

Semaphor [ˈseməfɔːr] 信号量的意思；

它主要用于两个目的：

• 用于多个共享资源互斥使用。【也就是具有锁的功能】
  
  一个停车场有多个停车位，这多个停车位对应汽车来说就是多个共享资源，Semaphor可以实现多个停车位和多个汽车之间的互斥。
• 用于控制并发线程数。(就是控制同时得到共享资源的线程数量)
  
  在创建Semaphor时可以指定并发线程数，

    //permits :允许
    public Semaphore(int permits) {
        sync = new NonfairSync(permits);
    }
    //还可以指定是否为公平锁
    public Semaphore(int permits, boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
    }

• 信号量为1时 相当于独占锁 信号量大于1时相当于共享锁。

例子

我们测试使用Semaphor实现控制线程并发访问方法。

/**
 * 测试使用Semaphor信号量控制方法的访问
 */
public class TestSemaphor {
    Semaphore semaphore=new Semaphore(5);
    /**
     * 假设并发只能为5个
     */
    public void pay(){
        try {
            //在 semaphore.acquire() 和 semaphore.release()之间的代码，同一时刻只允许指定个数的线程进入！
            semaphore.acquire();
            System.out.println("这是支付的方法！");
            Thread.sleep(2000);
            semaphore.release();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

   public static void main(String[] args) {
        TestSemaphor ts=new TestSemaphor();
        for (int i=0;i<10;i++){
            new Thread(()->{
                ts.pay();
            },"线程"+i).start();
        }
    }
｝

运行效果：

线程0这是支付的方法！
线程3这是支付的方法！
线程6这是支付的方法！
线程5这是支付的方法！
线程1这是支付的方法！

//注意这里是执行的暂停点

线程7这是支付的方法！
线程8这是支付的方法！
线程2这是支付的方法！
线程4这是支付的方法！
线程9这是支付的方法！

注意结果：10个线程分了两批执行的，也就是说我们控制了访问pay方法的线程数量，每次并发只能是5个！

CountDownlatch和CyclicBarrier以及Semaphor的区别是

• CountDownLatch是做减法，CyclicBarrier是做加法,Semaphor的临界资源可以反复使用

• CountDownLatch不能重置计数，CycliBarrier提供的reset()方法可以重置计数，不过只能等到第一个计数结束。Semaphor可以重复使用。

• CountDownLatch和CycliBarrier不能控制并发线程的数量，Semaphor可以实现控制并发线程的数量。

资源

更好的介绍