Java多线程-CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore
上次简单了解了多线程中锁的类型,今天要简单了解下多线程并发控制的一些工具类了。
1. 概念说明:
CountDownLatch:相当于一个待执行线程计数器,当计数减为零时表示所有待执行线程都已执行完毕,等待被计数线程结果的(即使用await()的)线程可以继续执行(await()后面的代码)了。
CyclicBarrier:可循环屏障,相当于一个准备执行线程计数器,当计数减为零时表示所有待执行线程(这些线程需要同时开始工作)都已做好准备工作,可以开始工作了。
Semaphore:允许并发线程数,semaphore.acquire()和semaphore.release()方法总是成对出现,而这对方法之间的代码最多允许多少个线程访问是由Semaphore semaphore=new Semaphore(n)的n决定的。
2. 构造实际场景,使用示例
设想一个赛跑场景,一共有10个运动员参赛,所有运动员必须同时起跑(CyclicBarrier控制),而计分结束必须在所有运动员都跑完全程之后(CountDownLatch控制),但是学校操场只有4条跑道(Semaphore),那么就要让运动员分三批进行比赛,每次最多4人入场:
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.apache.commons.lang3.concurrent.BasicThreadFactory;
import org.junit.Test;
import java.util.concurrent.*;
public class MultiThreadsTest {
private volatile ConcurrentHashMap<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
// 声明一个线程池,用于线程管理
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(4, 4,
20, TimeUnit.MICROSECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(),
new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("Runner-%d").build(),
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
@Test
public void testMultiControl() {
// 跑道数
int runways = 4;
// 参赛总人数
int runners = 10;
// 参赛人数多于跑道数,需分批比赛
int batch = 1;
// 当运动员总数多于跑道数,最多runways人入场
while (runners >= runways) {
runningGame(batch++, runways);
runners = runners - runways;
}
// 最后一批,还剩几个人,就几个人入场
runningGame(batch, runners);
System.out.println("\n所有选手都已跑完,现在宣布比赛结果:\n" + JSONObject.toJSONString(map));
}
private void runningGame(int batch, int runners) {
System.out.println("第" + batch + "批,共" + runners + "人,运动员正在进场...");
// 每批允许runways个运动员入场
Semaphore semaphore = new Semaphore(runners);
// 每批runways个运动员必须都准备好,同时起跑
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(runners);
// 每批runways个运动员都跑完全程,裁判这一批计分结束
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(runners);
for (int i = runners; i > 0; i--) {
// 每个运动员都是一个独立奔跑的线程
executor.execute(() -> {
try {
// 每个运动员进场都会占用一个跑道
semaphore.acquire();
// 每个运动员就位都会通知barrier,等所有跑道上的运动员都就位,大家就一起跑!
barrier.await();
running(Thread.currentThread().getName());
// 每个运动员跑完都要让出自己的跑道(为下一批运动员让路)
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 每个运动员跑完都要通知裁判为自己计分
latch.countDown();
}
});
}
try {
// 跑道上所有运动员都跑完,则裁判计分结束
latch.await();
System.out.println("第" + batch + "批,共" + runners + "人,计分结束");
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(e.getStackTrace());
}
}
private void running(String name) {
long start = System.currentTimeMillis();
System.out.println(name + " running started ...");
System.out.println(name + ": I'm running.\taudience: Yes, I see.\t" + name + ":I'm done running.\taudience: Well done!");
try {
// 跑太快,歇会儿
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(name + " running completed");
// 裁判将所有运动员的分数都记录在map中
map.put(name, (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
}
}
运行结果

3. 代码运行结果分析:
乍看上面代码和运行结果好像都没什么问题,每批允许4人进场,总是同时开始跑,也都等到每批选手都跑完后该批计分结束,countDownLatch和CyclicBarrier确实都起到了各自的作用,但是Semaphore呢?好像也确实是限制了只允许4个线程同时访问这段代码,然而在你一次只有4个选手的情况下,它当然是最多4个线程访问了,其实Semaphore的工作已经由方法入参给限定了啊,Semaphore的作用何在呢?那么假如学校原本有4个跑道,但是比赛开始之后却发现有一个入场通道坏了,变成了每次只能有3个人入场,但是场内的裁判并不知道,还在等待着按每4人一批进行比赛,那将会是什么结果呢?
我们修改代码看下:其他部分不变,只把允许入场的运动员数减1,然后再运行Test发现程序一直处于“第一批运动员进场”过程中,说明Semaphore这个变量已经起到了它的作用,就是每次只允许3个运动员进场,而且放入3个运动员后就会进行等待,等待这3个运动员比赛结束再放下一批进场,而场内的裁判并不知道可入场人数已经变化,还在等待着第4名选手入场才吹响开跑号声,因此入场管理员Semaphore和起跑裁判官CyclicBarrier就会陷入无法终止的相互等待,程序一直无法打破这种等待循环,因而进入停滞状态,这就是一种简单的死锁场景了。

4. 总结
这里只是简单说明这三个工具有用法,场景并不十分合理,其实这三者通常独立使用,一般不会碰到三者同时上场的机会。
Java多线程-CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore的更多相关文章
- Java并发编程工具类 CountDownLatch CyclicBarrier Semaphore使用Demo
Java并发编程工具类 CountDownLatch CyclicBarrier Semaphore使用Demo CountDownLatch countDownLatch这个类使一个线程等待其他线程 ...
- 并发包下常见的同步工具类详解(CountDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore)
目录 1. 前言 2. 闭锁CountDownLatch 2.1 CountDownLatch功能简介 2.2 使用CountDownLatch 2.3 CountDownLatch原理浅析 3.循环 ...
- CountDownLatch/CyclicBarrier/Semaphore 使用过吗?
CountDownLatch/CyclicBarrier/Semaphore 使用过吗?下面详细介绍用法: 一,(等待多线程完成的)CountDownLatch 背景; countDownLatch ...
- 并发包下常见的同步工具类(CountDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore)
在实际开发中,碰上CPU密集且执行时间非常耗时的任务,通常我们会选择将该任务进行分割,以多线程方式同时执行若干个子任务,等这些子任务都执行完后再将所得的结果进行合并.这正是著名的map-reduce思 ...
- 转:java多线程CountDownLatch及线程池ThreadPoolExecutor/ExecutorService使用示例
java多线程CountDownLatch及线程池ThreadPoolExecutor/ExecutorService使用示例 1.CountDownLatch:一个同步工具类,它允许一个或多个线程一 ...
- Java中的4个并发工具类 CountDownLatch CyclicBarrier Semaphore Exchanger
在 java.util.concurrent 包中提供了 4 个有用的并发工具类 CountDownLatch 允许一个或多个线程等待其他线程完成操作,课题点 Thread 类的 join() 方法 ...
- 多线程中 CountDownLatch CyclicBarrier Semaphore的使用
CountDownLatch 调用await()方法的线程会被挂起,它会等待直到count值为0才继续执行.也可以传入时间,表示时间到之后,count还没有为0的时候,就会继续执行. package ...
- 等待某(N)个线程执行完再执行某个线程的几种方法(Thread.join(),CountDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore)
1.main线程中先调用threadA.join() ,再调用threadB.join()实现A->B->main线程的执行顺序 调用threadA.join()时,main线程会挂起,等 ...
- CountDownLatch/CyclicBarrier/Semaphore 使用过吗
CountDownLatch 让一些线程堵塞直到另一个线程完成一系列操作后才被唤醒.CountDownLatch 主要有两个方法,当一个或多个线程调用 await 方法时,调用线程会被堵塞,其他线程调 ...
- java 多线程 day15 CyclicBarrier 路障
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.ut ...
随机推荐
- 使用FastReport报表工具生成报表PDF文档
在我们开发某个系统的时候,客户总会提出一些特定的报表需求,固定的报表格式符合他们的业务处理需要,也贴合他们的工作场景,因此我们尽可能做出符合他们实际需要的报表,这样我们的系统会得到更好的认同感.本篇随 ...
- Python3 pygal 与 pygal_maps_world 绘制世界地图
直接代码: import pygalfrom pygal_maps_world.i18n import COUNTRIES def word_country_map(): ""&q ...
- Numpy中的一点小知识
train_set_x_orig, train_set_y, test_set_x_orig, test_set_y, classes = load_dataset()train_set_x_orig ...
- RF中for循环
robotframework支持FOR循环语句,语法和Python的语法基本相同,但robotframework中,“FOR”关键字前面需要增加一个“:”,写成“:FOR”,其它与Python的语法相 ...
- Vtable内存布局分析
vtale 内存布局分析 虚函数表指针与虚函数表布局 考虑如下的 class: class A { public: int a; virtual void f1() {} virtual void f ...
- 不得不看的秘诀,如何成为一名合格的web前端工程师
何为:前端工程师? 前端工程师,也叫Web前端开发工程师.他是随着web发展,细分出来的行业. Web前端开发技术主要包括三个要素:HTML.CSS和JavaScript! 它要求前端开发工程师不仅要 ...
- .net工作流引擎ccflow开发平台属性功能的隐藏显示介绍
关键字: 工作流程管理系统 工作流引擎 asp.net工作流引擎 java工作流引擎. 表单引擎 工作流功能说明 工作流设计 工作流快速开发平台 业务流程管理 bpm工作流系统 java工 ...
- 问题:LinkedList 是原始类型。应该将对通用类型 LinkedList<E> 的引用参数化
jdk1.5之后,引入了泛型,类似下面这种写法会出现类似警告,可以忽略, LinkedList llist = new LinkedList();也可以修改一下,指定类型 LinkedList&l ...
- java web项目下的lib和build path 中jar包问题解惑
一.build path&WEB-INFO/lib介绍 build path:可以说是引用: WEB-INFO/lib:可以说是固定在一个地方: eclipse编译项目的时候是根据build ...
- C# 添加、修改、删除Excel图表数据标签
图表中,图表数据标签以数据化形式表现图表中的特定数据,可增强图表的可读性.我们可以对图表添加数据标签,也可以对已有的数据标签进行修改或者删除,下面将通过C#代码形式来实现. 使用工具:Spire.XL ...