多執行緒工具類：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore、LockSupport

多執行緒 · 發表 2019-04-14 18:36:41

摘要： CountDownLatch 假如有一個任務想要往下執行，但必須要等到其他的任務執行完畢後才可以。比如你想要買套房子，但是呢你現在手上沒有錢。你得等這個月工資發了、然後年終獎發了、然後朋友借你得錢還給你了、然後再給朋友借一部分才可以買，這種場景你就可以使用CountDow...

CountDownLatch

假如有一個任務想要往下執行，但必須要等到其他的任務執行完畢後才可以。

比如你想要買套房子，但是呢你現在手上沒有錢。你得等這個月工資發了、然後年終獎發了、然後朋友借你得錢還給你了、然後再給朋友借一部分才可以買，這種場景你就可以使用CountDownLatch。

CountDownLatch是JDK為我們提供的一個計數器，它的操作是原子操作，同一時間只能有一個執行緒去操作這個它。

我們先來看一下CountDownLatch的主要方法。

//構造方法，接收計數器的數量
public CountDownLatch(int count)
//持續等待計數器歸零
public void await()
//最多等待unit時間單位內timeout時間
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)
//計數器減1
public void countDown()
//返回現在的計數器數量
public long getCount()

下面是CountDownLatch的基本使用示例程式碼：

public class CountDownLatchDemo {
public static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);
static class ThreadDemo extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "完成任務");
countDownLatch.countDown();
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
new ThreadDemo().start();
}
countDownLatch.await();
System.out.println("全部完成任務");
}
}

CyclicBarrier

相比較於CountDownLatch，CyclicBarrier可以完成前者的全部功能，但是相比前者，它的功能更加的強大。

CyclicBarrier翻譯過來的中文名稱叫迴圈柵欄，顧名思義它可以迴圈使用
CyclicBarrier還可以接收一個Runnable物件，當柵欄迴圈一次技術後會執行一次Runnable

我們來看一下CyclicBarrier的常用方法：

//構造方法，第一個引數為柵欄餓長度，第二個就是上方所說的Runnable物件
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
public CyclicBarrier(int parties)
//獲取現在的數量
public int getParties()
//持續等待柵欄歸零
public int await()
//最多等待unit時間單位內timeout時間
public int await(long timeout, TimeUnit unit)

下面是CyclicBarrier的基本使用示例程式碼：

public class CyclicBarrierDemo {
public static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5,new FinallyThreadDemo());
static class ThreadDemo extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "完成任務");
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行");
}
}
static class FinallyThreadDemo extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("所有任務已經完成之後單獨執行的任務！");
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new ThreadDemo().start();
}
}
}

觀察列印結果我們可以發現：

當迴圈柵欄的任務執行完一輪以後，如果構造時傳入了Runnable物件，則先執行Runnable物件，然後在瞬間釋放所有任務的鎖。

14完成任務
15完成任務
16完成任務
17完成任務
18完成任務
所有任務已經完成之後單獨執行的任務！
到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行
到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行
到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行
到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行
到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行
19完成任務
20完成任務
21完成任務
22完成任務
23完成任務
所有任務已經完成之後單獨執行的任務！
到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行
到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行
到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行
到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行
到達屏障點每個執行緒都會瞬時繼續執行

Semaphore

在淺談Java中的鎖：Synchronized、重入鎖、讀寫鎖一文中，我們瞭解了synch和讀寫鎖，我們發現使用鎖的時候一次只允許一條執行緒方法。那麼有什麼東西可以提供更強大的控制方法麼？這個東西就是訊號量。

訊號量提供的主要方法：

//建立具有給定許可數的訊號量
Semaphore(int permits):構造方法，建立
//拿走1個許可
void acquire()
//拿走多個許可
void acquire(int n)
//釋放一個許可
void release()
//釋放n個許可
void release(int n):
//當前可用的許可數
int availablePermits()：

下面來看使用示例：

public class SemaphoreThreadDemo {
public static Semaphore semaphore = new Semaphore(5);

static class ThreadDemo extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
semaphore.acquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "號執行緒在"+System.currentTimeMillis()+"獲取資源");
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
semaphore.release();
}
}
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < 30; i++) {
new ThreadDemo().start();
}
}

}

LockSupport

我們在詳解Thread多執行緒和生產者消費者模型兩篇文章中使用過wait和notify實現了執行緒之間的協作，其實關於執行緒協作JDK還為我們提供了另外一個工具類LockSupport。

使用LockSupport實現等待通知功能時還不需要獲取鎖哦

先來看一下LockSupport的常用方法：

// 禁用當前執行緒
static void park()
// 如果引數執行緒的不可用，則使其可用。
static void unpark(Thread thread)

來看一下示例程式碼：

public class LockSupportThreadDemo {
public static Thread thread;
static class WaitThreadDemo extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("WaitThread wait,time=" + System.currentTimeMillis());
thread = Thread.currentThread();
LockSupport.park();
System.out.println("WaitThread end,time=" + System.currentTimeMillis());
}
}
static class NotifyThreadDemo extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("NotifyThread notify,time=" + System.currentTimeMillis());
LockSupport.unpark(thread);
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("NotifyThread end,time=" + System.currentTimeMillis());
}
}
public static void main(String[] args) {
WaitThreadDemo waitThreadDemo = new WaitThreadDemo();
NotifyThreadDemo notifyThreadDemo = new NotifyThreadDemo();
waitThreadDemo.start();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
notifyThreadDemo.start();
}
}

多執行緒工具類：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore、LockSupport

CountDownLatch

CyclicBarrier

Semaphore

LockSupport

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