J.U.C之AQS組件介紹

AQS:AbstractQueuedSynchronizer

1 使用Node實(shí)現(xiàn)FIFO隊(duì)列,可以用于構(gòu)建鎖或者其他同步裝置的基礎(chǔ)框架

2 利用了int類(lèi)型表示狀態(tài)

3 使用方法是繼承

4 子類(lèi)通過(guò)繼承并通過(guò)實(shí)現(xiàn)它的方法管理器狀態(tài){acquire和release}的方法操縱狀態(tài)

5 可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)排它鎖和共享鎖模式(獨(dú)占碑隆、共享)

AQS同步組件

1 CountDownLatch:閉鎖,通過(guò)計(jì)數(shù)來(lái)保證線程是否需要一直阻塞

2 Semaphore:控制同一時(shí)間并發(fā)線程的數(shù)目

3 CyclicBarrier:和CountDownLatch相似揭绑,都能阻阻塞線程

4 ReentrantLock

5 Condition

6 FutureTask

CountDownLatch

CountDownLatch是一個(gè)同步輔助類(lèi),應(yīng)用場(chǎng)景:并行運(yùn)算郎哭,所有線程執(zhí)行完畢才可執(zhí)行


image.png
package com.ubtechinc.cruzr.lib;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * Copyright (C) 2020, UBTECH Robotics
 * Description
 *
 * @author jianlin.duan
 * 2020/7/31, Create file
 */
public class CountDownLatchExample {

    private final static int TREAD_COUNT = 10;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(TREAD_COUNT);
        for (int i=0;i<TREAD_COUNT;i++) {
            final int latchNum = i;
            executorService.execute(()->{
                try {
                    Thread.sleep(100);
                    System.out.println("latchNum="+latchNum);
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    countDownLatch.countDown();
                }

            });
        }
        //此處一直等到子線程的10次countDown都執(zhí)行完了,才會(huì)被喚醒繼續(xù)
        countDownLatch.await();
        System.out.println("finish");
    }
}
latchNum=8
latchNum=0
latchNum=5
latchNum=4
latchNum=2
latchNum=9
latchNum=3
latchNum=7
latchNum=6
latchNum=1
finish

Semaphore

Semaphore可以很容易控制某個(gè)資源可悲同時(shí)訪問(wèn)的線程個(gè)數(shù)洗做,和CountDownLatch使用有些類(lèi)似,提供acquire和release兩個(gè)方法彰居,acquire是獲取一個(gè)許可诚纸,如果沒(méi)有就等待,release是在操作完成后釋放許可出來(lái)陈惰。Semaphore維護(hù)了當(dāng)前訪問(wèn)的線程的個(gè)數(shù)畦徘,提供同步機(jī)制來(lái)控制同時(shí)訪問(wèn)的個(gè)數(shù),Semaphore可以實(shí)現(xiàn)有限大小的鏈表抬闯,重入鎖(如ReentrantLock)也可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能井辆,但是實(shí)現(xiàn)上比較復(fù)雜。

Semaphore使用場(chǎng)景:適用于僅能提供有限資源溶握,如數(shù)據(jù)庫(kù)連接數(shù)

package com.ubtechinc.cruzr.lib;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;

/**
 * Copyright (C) 2020, UBTECH Robotics
 * Description
 *
 * @author jianlin.duan
 * 2020/7/31, Create file
 */
public class SemaphoreExample {

    private final static int TREAD_COUNT = 20;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        for (int i=0;i<TREAD_COUNT;i++) {
            final int latchNum = i;
            executorService.execute(()->{
                try {
                    //每5s內(nèi)只能執(zhí)行3個(gè)子線程
                    semaphore.acquire();
                    SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd mm:ss");
                    System.out.println(sdf.format(new Date())+" latchNum="+latchNum);
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    semaphore.release();
                }

            });
        }
    }
}
第一個(gè)5s
2020-07-31 34:37 latchNum=1
2020-07-31 34:37 latchNum=2
2020-07-31 34:37 latchNum=0
第二個(gè)5s
2020-07-31 34:42 latchNum=5
2020-07-31 34:42 latchNum=3
2020-07-31 34:42 latchNum=4
...
2020-07-31 34:47 latchNum=8
2020-07-31 34:47 latchNum=6
2020-07-31 34:47 latchNum=7
2020-07-31 34:52 latchNum=9
2020-07-31 34:52 latchNum=12
2020-07-31 34:52 latchNum=10
2020-07-31 34:57 latchNum=13
2020-07-31 34:57 latchNum=11
2020-07-31 34:57 latchNum=14
2020-07-31 35:02 latchNum=16
2020-07-31 35:02 latchNum=17
2020-07-31 35:02 latchNum=15
2020-07-31 35:07 latchNum=18
2020-07-31 35:07 latchNum=19

CyclicBarrier

image.png

與CountDownLatch相似杯缺,都是通過(guò)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn),當(dāng)某個(gè)線程調(diào)用await方法睡榆,該線程就進(jìn)入等待狀態(tài)萍肆,且計(jì)數(shù)器進(jìn)行加1操作,當(dāng)計(jì)數(shù)器的值達(dá)到設(shè)置的初始值胀屿,進(jìn)入await等待的線程會(huì)被喚醒塘揣,繼續(xù)執(zhí)行他們后續(xù)的操作。由于CyclicBarrier在釋放等待線程后可以重用宿崭,所以又稱循環(huán)屏障亲铡。使用場(chǎng)景和CountDownLatch相似,可用于并發(fā)運(yùn)算葡兑。

CyclicBarrier和CountDownLatch區(qū)別:

1 CountDownLatch計(jì)數(shù)器只能使用一次奖蔓,CyclicBarrier的計(jì)數(shù)器可以使用reset方法重置循環(huán)使用

2 CountDownLatch主要是視線1個(gè)或n個(gè)線程需要等待其他線程完成某項(xiàng)操作才能繼續(xù)往下執(zhí)行,CyclicBarrier主要是實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程之間相互等待知道所有線程都滿足了條件之后才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的操作讹堤,CyclicBarrier能處理更復(fù)雜的場(chǎng)景


image.png
package com.ubtechinc.cruzr.lib;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;

/**
 * Copyright (C) 2020, UBTECH Robotics
 * Description
 *
 * @author jianlin.duan
 * 2020/7/31, Create file
 */
public class CyclicBarrierExample {

    private final static int TREAD_COUNT = 20;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd mm:ss");
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10);
        for (int i=0;i<9;i++) {
            final int latchNum = i;
            executorService.execute(()->{
                try {
                    //等10個(gè)線程都跑到此處,才喚醒繼續(xù)執(zhí)行
                    System.out.println(sdf.format(new Date())+" latchNum="+latchNum);
                    cyclicBarrier.await();
                    System.out.println(sdf.format(new Date())+" latchNum="+latchNum);

                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            });
        }
        Thread.sleep(5000);
        cyclicBarrier.await();
        System.out.println(sdf.format(new Date())+" finish");
    }
}

2020-07-31 39:21 latchNum=1
2020-07-31 39:21 latchNum=4
2020-07-31 39:21 latchNum=8
2020-07-31 39:21 latchNum=7
2020-07-31 39:21 latchNum=2
2020-07-31 39:21 latchNum=6
2020-07-31 39:21 latchNum=3
2020-07-31 39:21 latchNum=5
2020-07-31 39:21 latchNum=0
前9個(gè)線程執(zhí)行到等待位置
2020-07-31 39:26 finish
第十個(gè)線程也執(zhí)行到等待位置,且執(zhí)行完畢,此時(shí)10條線程一起繼續(xù)執(zhí)行
2020-07-31 39:26 latchNum=1
2020-07-31 39:26 latchNum=8
2020-07-31 39:26 latchNum=7
2020-07-31 39:26 latchNum=6
2020-07-31 39:26 latchNum=2
2020-07-31 39:26 latchNum=4
2020-07-31 39:26 latchNum=0
2020-07-31 39:26 latchNum=5
2020-07-31 39:26 latchNum=3

Condition

多線程建協(xié)調(diào)通信的工具類(lèi)

package com.ubtechinc.cruzr.lib;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * Copyright (C) 2020, UBTECH Robotics
 * Description
 *
 * @author jianlin.duan
 * 2020/7/31, Create file
 */
public class ConditionExample {

    public static void main(String[] args) {
        SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd mm:ss");
        ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
        Condition condition = reentrantLock.newCondition();
        new Thread(()->{
            reentrantLock.lock();
            try {
                condition.await();
                System.out.println(sdf.format(new Date())+" recevied signal");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            reentrantLock.unlock();
        }).start();

        new Thread(()->{
            reentrantLock.lock();
            try {
                System.out.println(sdf.format(new Date())+" getlock");
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(sdf.format(new Date())+" send signal");
            condition.signalAll();
            reentrantLock.unlock();
        }).start();
    }
}
2020-07-31 55:16 await signal
2020-07-31 55:16 getlock
2020-07-31 55:19 send signal
2020-07-31 55:19 recevied signal

本文參考https://blog.csdn.net/GavinZhera/article/details/86471828

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