Java并發(fā)編程:CountDownLatch医增、CyclicBarrier和Semaphore

版權(quán)聲明:本文為小斑馬學(xué)習(xí)總結(jié)文章慎皱,技術(shù)來(lái)源于韋東山著作,轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處叶骨!
在java 1.5中宝冕,提供了一些非常有用的輔助類來(lái)幫助我們進(jìn)行并發(fā)編程,比如CountDownLatch邓萨,CyclicBarrier和Semaphore地梨,今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)一下這三個(gè)輔助類的用法。

一缔恳、CountDownLatch用法

CountDownLatch類位于java.util.concurrent包下宝剖,利用它可以實(shí)現(xiàn)類似計(jì)數(shù)器的功能。比如有一個(gè)任務(wù)A歉甚,它要等待其他4個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢之后才能執(zhí)行万细,此時(shí)就可以利用CountDownLatch來(lái)實(shí)現(xiàn)這種功能了。
CountDownLatch類只提供了一個(gè)構(gòu)造器:

public CountDownLatch(int count) {  };  //參數(shù)count為計(jì)數(shù)值

然后下面這3個(gè)方法是CountDownLatch類中最重要的方法:

public void await() throws InterruptedException { };   //調(diào)用await()方法的線程會(huì)被掛起纸泄,它會(huì)等待直到count值為0才繼續(xù)執(zhí)行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws 
InterruptedException { };  //和await()類似赖钞,只不過(guò)等待一定的時(shí)間后
count值還沒(méi)變?yōu)?的話就會(huì)繼續(xù)執(zhí)行
public void countDown() { };  //將count值減1

下面看一個(gè)例子大家就清楚CountDownLatch的用法了:

public class Test {
 public static void main(String[] args) {   
     final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
      
     new Thread(){
         public void run() {
             try {
                 System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在執(zhí)行");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行完畢");
                latch.countDown();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
         };
     }.start();
      
     new Thread(){
         public void run() {
             try {
                 System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在執(zhí)行");
                 Thread.sleep(3000);
                 System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行完畢");
                 latch.countDown();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
         };
     }.start();
      
     try {
         System.out.println("等待2個(gè)子線程執(zhí)行完畢...");
        latch.await();
        System.out.println("2個(gè)子線程已經(jīng)執(zhí)行完畢");
        System.out.println("繼續(xù)執(zhí)行主線程");
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
 }

執(zhí)行結(jié)果:

線程Thread-0正在執(zhí)行
線程Thread-1正在執(zhí)行
等待2個(gè)子線程執(zhí)行完畢...
線程Thread-0執(zhí)行完畢
線程Thread-1執(zhí)行完畢
2個(gè)子線程已經(jīng)執(zhí)行完畢
繼續(xù)執(zhí)行主線程
二、CyclicBarrier用法

字面意思回環(huán)柵欄聘裁,通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)讓一組線程等待至某個(gè)狀態(tài)之后再全部同時(shí)執(zhí)行雪营。叫做回環(huán)是因?yàn)楫?dāng)所有等待線程都被釋放以后,CyclicBarrier可以被重用衡便。我們暫且把這個(gè)狀態(tài)就叫做barrier献起,當(dāng)調(diào)用await()方法之后洋访,線程就處于barrier了。
CyclicBarrier類位于java.util.concurrent包下谴餐,CyclicBarrier提供2個(gè)構(gòu)造器:

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
}

public CyclicBarrier(int parties) {
}

參數(shù)parties指讓多少個(gè)線程或者任務(wù)等待至barrier狀態(tài)姻政;參數(shù)barrierAction為當(dāng)這些線程都達(dá)到barrier狀態(tài)時(shí)會(huì)執(zhí)行的內(nèi)容。
然后CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法岂嗓,它有2個(gè)重載版本:

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException { };
public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException { };

第一個(gè)版本比較常用汁展,用來(lái)掛起當(dāng)前線程,直至所有線程都到達(dá)barrier狀態(tài)再同時(shí)執(zhí)行后續(xù)任務(wù)厌殉;

第二個(gè)版本是讓這些線程等待至一定的時(shí)間善镰,如果還有線程沒(méi)有到達(dá)barrier狀態(tài)就直接讓到達(dá)barrier的線程執(zhí)行后續(xù)任務(wù)。
下面舉幾個(gè)例子就明白了:
假若有若干個(gè)線程都要進(jìn)行寫數(shù)據(jù)操作年枕,并且只有所有線程都完成寫數(shù)據(jù)操作之后炫欺,這些線程才能繼續(xù)做后面的事情,此時(shí)就可以利用CyclicBarrier了:

public class Test {
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;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在寫入數(shù)據(jù)...");
        try {
            Thread.sleep(5000);      //以睡眠來(lái)模擬寫入數(shù)據(jù)操作
            System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"寫入數(shù)據(jù)完畢熏兄,等待其他線程寫入完畢");
            cyclicBarrier.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }catch(BrokenBarrierException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("所有線程寫入完畢品洛,繼續(xù)處理其他任務(wù)...");
    }
}

從上面輸出結(jié)果可以看出,每個(gè)寫入線程執(zhí)行完寫數(shù)據(jù)操作之后摩桶,就在等待其他線程寫入操作完畢桥状。

當(dāng)所有線程線程寫入操作完畢之后,所有線程就繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的操作了硝清。

如果說(shuō)想在所有線程寫入操作完之后辅斟,進(jìn)行額外的其他操作可以為CyclicBarrier提供Runnable參數(shù):

public class Test {
public static void main(String[] args) {
    int N = 4;
    CyclicBarrier barrier  = new CyclicBarrier(N,new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("當(dāng)前線程"+Thread.currentThread().getName());   
        }
    });
     
    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;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在寫入數(shù)據(jù)...");
        try {
            Thread.sleep(5000);      //以睡眠來(lái)模擬寫入數(shù)據(jù)操作
            System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"寫入數(shù)據(jù)完畢,等待其他線程寫入完畢");
            cyclicBarrier.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }catch(BrokenBarrierException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("所有線程寫入完畢芦拿,繼續(xù)處理其他任務(wù)...");
    }
}

運(yùn)行結(jié)果:

線程Thread-0正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-1正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-2正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-3正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-0寫入數(shù)據(jù)完畢士飒,等待其他線程寫入完畢
線程Thread-1寫入數(shù)據(jù)完畢,等待其他線程寫入完畢
線程Thread-2寫入數(shù)據(jù)完畢蔗崎,等待其他線程寫入完畢
線程Thread-3寫入數(shù)據(jù)完畢酵幕,等待其他線程寫入完畢
當(dāng)前線程Thread-3
所有線程寫入完畢,繼續(xù)處理其他任務(wù)...
所有線程寫入完畢缓苛,繼續(xù)處理其他任務(wù)...
所有線程寫入完畢芳撒,繼續(xù)處理其他任務(wù)...
所有線程寫入完畢,繼續(xù)處理其他任務(wù)...
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