java中的并发工具类

在jdk的并发包里提供了几个非常有用的并发工具类。CountDownLatdch、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互数据的一种手段。

　　一、等待多线程完成的CountDownLatch

　　　　CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程完成操作

　　　　假如有这样一个需求：我们需要解析一个Excel里面多个Sheet的数据，此时可以考虑使用多线程，每个线程解析一个Sheet里的数据，等到所有的Sheet都解析完成之后，程序需要提示解析完成。在这个需求中，要实现主线程等待所有线程完成sheet的解析操作，最简单的做法是使用join()方法，

　　

　　join用于让当前执行线程等待join线程执行结束。其实现远离是不停检查join线程是否存活，如果join线程存活则让当前永远等待。其中，wait(0)

　　CountDownLatch的构造函数接收了int类型的参数作为计数器，如果你想等待N个点完成，这里就需要传入N

　　当我们调用CountDownLatch的countDown方法时，N就会减1，CountDownLatch的await方法会阻塞当前线程，直到N变成零。由于countDown方法可以用在任何地方，所以这里所说的N个点，可以是N个线程，也可以是1个线程里面的N个执行步骤。用在多个线程时，只需要把这个CountDownLatch的引用传递到线程里即可。

　　如果有某个解析Sheet的线程处理得比较慢，我们不肯能让主线程一直等待。所以可以使用另外一个带指定时间的await方法 -----await（long time,TimeUnit unit）,这个方法等待特定时间后，就不会在阻塞当前线程。join也有类似的方法

　　

　　二、同步屏障  CyclicBarrier

　　CyclicBarrier的字面意思是可循环使用，它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫做同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所以被屏障拦截的线程才会继续运行

　　1、CyclicBarrier简介

　　　　CyclicBarrier默认的构造方法是CyclicBarrier（int parties）,其参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用await方法告诉CyclicBarrier我们已经到达屏障，然后当前线程被阻塞

　　

　　2、CyclicBarrier的应用场景

　　CyclicBarrier可以用于多线程技术数据，最后合并计算结果的场景。例如，用一个Excel保存用户的所有银行流水，先用多线程处理每个sheet里的银行流水，都执行完成之后，得到每个sheet的日均银行流水，最后，再用barrierAction用这些线程的计算结果，计算出整个Excel的日均银行流水

3、CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

　　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。所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景。例如，如果计算发生错误，可以重置计数器，并让现场重新执行一次。

　　CyclicBarrier还提供了其他有用的方法，比如getNumberWaiting方法可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量。isBroken(（）方法用来解阻塞线程是否被中断。代码执行完成之后返回true

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。

　　多年以来，我都觉得从字面意思上很难理解Semaphore所表达的意思，只能把它比作是控制流量的红绿灯。比如XX马路要限制流量，只允许同时有一百两车在这条路上行驶，其他的都必须在路口等待，所以前一百两车都会看到绿灯，可以开进这条马路，后面的车都会看到红灯，不能驶入XX马路，但是如果前一百两种有5两车已经离开XX马路，那么后面就允许有5两车驶入该马路，这个例子李说的就是线程，驶入马路就是表现线程执行，离开马路表示线程执行完成，看见红灯就表示线程被阻塞，不能执行。

　　一、应用场景

　　Semaphore可以用于做流量控制，特别是公共资源有限的应用场景，比如数据库连接。假如有一个需求，要读取几万个文件的数据，因为都是IO密集型任务，我们可以启动几十个线程并发的去读取，但是如果读到内存后，还需要存储到数据库中，而数据库的连接数只有10个，这个时候我们需要控制只有10个线程同时获取数据库连接保存数据，否则会报错无法获取数据库连接。这个时候，就可以使用Semaphore来做流量控制

在代码中，虽然有30个进程在执行，但是只允许10个并发执行。Semaphore的构造方法semaphore（int permites）接受一个整型的数字，表示可用的许可数量。Semaphore（10）表示允许10个线程获取许可证，也就是最大并发数是10.Semaphore的用法也很简单，首先线程使用Semaphore的acquire()方法获取一个许可证，使用完之后调用release（）方法归还许可证。还可以用tryAcquire（）方法尝试获取许可证。

2其他方法

　　Semaphore（）还提供一下其他方法。具体如下

　　intavaliablePermits（）：返回此信号量中当前可用的许可证数

　　intgetQueueLength（）：返回正在等待获取许可证的线程数

　　booleanhasQueueThreads（）；是否有线程正在等待获取许可证

　　void redusPermits（int reduction）减少reduction个许可证，是个protected方法

　　Collection  getQueuedThreads（）；返回所有等待获取许可证的线程集合，是个protected方法

　　3、线程间交换数据的Exchanger

　　　　Exchanger（交换作）是一个用于线程间协作的工具类。Exchanger用于进行线程间的数据交换。它提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此数据。这两个线程通过exchanger()方法交换数据，如果第一个线程先执行exchanger（）方法，它会一直等待第二个线程也执行exchanger方法，当两个线程都到达同步点时，这两个线程就可以交换数据，将本线程产生出来的数据传递给对方。

　　下面来看一个Exchanger的应用场景

　　Exchanger可以用于遗传算法，遗传算法里需要选出两个人作为交配对象，这时候会交换两人的数据，并使用交叉规则得出两个交配结果。Exchanger也可以用于校对工作，比如我们需要将纸质银行流水通过人工的方式录入成电子银行流水，为了避免错误，采用AB岗，两人进行录入，录入到Excel之后，系统需要加载这两个Excel,并对两个Excel数据进行校对。。看看是否录入一致，

　　

　　如果两个线程有一个没有执行exchange方法，则会一直等待，如果担心有特殊情况发生，避免一直等待，可以使用exchange（V x,longtimeout,TimeUnit unit） 设置最大等待时长