Java多線程同步器代碼詳解

更新時(shí)間：2017年11月20日 14:56:56 作者：-Thinker

這篇文章主要介紹了Java多線程同步器代碼詳解，文章分別介紹了是CountDownLatch，Semaphore，Barrier和Exchanger以及其相關(guān)代碼示例，具有一定參考價(jià)值，需要的朋友可以了解下。

同步器

為每種特定的同步問(wèn)題提供了解決方案，同步器是一些使線程能夠等待另一個(gè)線程的對(duì)象，允許它們協(xié)調(diào)動(dòng)作。最常用的同步器是CountDownLatch和Semaphore，不常用的是Barrier 和Exchanger

Semaphore

Semaphore【信號(hào)標(biāo)；旗語(yǔ)】，通過(guò)計(jì)數(shù)器控制對(duì)共享資源的訪問(wèn)。

測(cè)試類：

package concurrent;
import concurrent.thread.SemaphoreThread;
import java.util.concurrent.Semaphore;
/**
  * 拿客
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  * QQ群：213732117
  * 創(chuàng)建時(shí)間：2016年08月08日
  * 描述：
  */
public class SemaphoreTest {
	public static void main(String[] args) {
		//在Thread里聲明并不是同一個(gè)對(duì)象
		Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
		SemaphoreThread testA = new SemaphoreThread("A", semaphore);
		SemaphoreThread testB = new SemaphoreThread("B", semaphore);
		SemaphoreThread testC = new SemaphoreThread("C", semaphore);
		SemaphoreThread testD = new SemaphoreThread("D", semaphore);
		SemaphoreThread testE = new SemaphoreThread("E", semaphore);
		SemaphoreThread testF = new SemaphoreThread("F", semaphore);
		SemaphoreThread testG = new SemaphoreThread("G", semaphore);
		testA.start();
		testB.start();
		testC.start();
		testD.start();
		testE.start();
		testF.start();
		testG.start();
	}
}

線程寫法：

package concurrent.thread;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import java.util.concurrent.Semaphore;
/**
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  * 創(chuàng)建時(shí)間：2016年08月08日
  * 描述：
  */
public class SemaphoreThread extends Thread {
	private static final Logger logger = LogManager.getLogger(SemaphoreThread.class);
	//創(chuàng)建有3個(gè)信號(hào)量的信號(hào)量計(jì)數(shù)器
	public Semaphore semaphore;
	public SemaphoreThread(String name, Semaphore semaphore) {
		setName(name);
		this.semaphore = semaphore;
	}
	@Override
	    public void run() {
		try {
			logger.debug(getName() + " 取號(hào)等待... " + System.currentTimeMillis());
			//取出一個(gè)信號(hào)
			semaphore.acquire();
			logger.debug(getName() + " 提供服務(wù)... " + System.currentTimeMillis());
			sleep(1000);
			logger.debug(getName() + " 完成服務(wù)... " + System.currentTimeMillis());
		}
		catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		logger.debug(getName() + " 釋放... " + System.currentTimeMillis());
		//釋放一個(gè)信號(hào)
		semaphore.release();
	}
}

執(zhí)行結(jié)果【以下所有輸出結(jié)果中[]中為線程名稱- 后為輸出的內(nèi)容】：

  [C] - C 取號(hào)等待... 1470642024037
  [F] - F 取號(hào)等待... 1470642024036
  [E] - E 取號(hào)等待... 1470642024036
  [B] - B 取號(hào)等待... 1470642024037
  [D] - D 取號(hào)等待... 1470642024037
  [A] - A 取號(hào)等待... 1470642023965
  [D] - D 提供服務(wù)... 1470642024039
  [C] - C 提供服務(wù)... 1470642024039
  [G] - G 取號(hào)等待... 1470642024036
  [F] - F 提供服務(wù)... 1470642024040
  [D] - D 完成服務(wù)... 1470642025039
  [C] - C 完成服務(wù)... 1470642025039
  [D] - D 釋放... 1470642025040
  [F] - F 完成服務(wù)... 1470642025040
  [C] - C 釋放... 1470642025041
  [B] - B 提供服務(wù)... 1470642025042
  [A] - A 提供服務(wù)... 1470642025042
  [F] - F 釋放... 1470642025043
  [E] - E 提供服務(wù)... 1470642025043
  [A] - A 完成服務(wù)... 1470642026043
  [B] - B 完成服務(wù)... 1470642026043
  [B] - B 釋放... 1470642026043
  [A] - A 釋放... 1470642026043
  [G] - G 提供服務(wù)... 1470642026044
  [E] - E 完成服務(wù)... 1470642026045
  [E] - E 釋放... 1470642026045
  [G] - G 完成服務(wù)... 1470642027045
  [G] - G 釋放... 1470642027046

可以看到，當(dāng)3個(gè)信號(hào)量被領(lǐng)取完之后，之后的線程會(huì)阻塞在領(lǐng)取信號(hào)的位置，當(dāng)有信號(hào)量釋放之后才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行。

CountDownLatch

CountDownLatch【倒計(jì)時(shí)鎖】，線程中調(diào)用countDownLatch.await()使進(jìn)程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，當(dāng)達(dá)成指定次數(shù)后（通過(guò)countDownLatch.countDown()）繼續(xù)執(zhí)行每個(gè)線程中剩余的內(nèi)容。

一個(gè)同步輔助類，在完成一組正在其他線程中執(zhí)行的操作之前，它允許一個(gè)或多個(gè)線程一直等待。

　　用給定的計(jì)數(shù) 初始化 CountDownLatch。由于調(diào)用了 countDown() 方法，所以在當(dāng)前計(jì)數(shù)到達(dá)零之前，await 方法會(huì)一直受阻塞。之后，會(huì)釋放所有等待的線程，await 的所有后續(xù)調(diào)用都將立即返回。這種現(xiàn)象只出現(xiàn)一次——計(jì)數(shù)無(wú)法被重置。如果需要重置計(jì)數(shù)，請(qǐng)考慮使用 CyclicBarrier。

測(cè)試類：

package concurrent.thread;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class package concurrent;
import concurrent.thread.CountDownLatchThread;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
/**
 * 拿客
 * www.coderknock.com
 * QQ群：213732117
 * 創(chuàng)建時(shí)間：2016年08月08日
 * 描述：
 */
public class CountDownLatchTest {
	private static final Logger logger = LogManager.getLogger(CountDownLatchTest.class);
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		//設(shè)定當(dāng)達(dá)成三個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)觸發(fā)
		CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);
		new CountDownLatchThread("A", countDownLatch).start();
		new CountDownLatchThread("B", countDownLatch).start();
		new CountDownLatchThread("C", countDownLatch).start();
		new CountDownLatchThread("D", countDownLatch).start();
		new CountDownLatchThread("E", countDownLatch).start();
		for (int i = 3; i > 0; i--) {
			Thread.sleep(1000);
			logger.debug(i);
			countDownLatch.countDown();
		}
	}
}

線程類：

package concurrent.thread;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchThread extends Thread {
	private static final Logger logger = LogManager.getLogger(CountDownLatchThread.class);
	//計(jì)數(shù)器
	private CountDownLatch countDownLatch;
	public CountDownLatchThread(String name, CountDownLatch countDownLatch) {
		setName(name);
		this.countDownLatch = countDownLatch;
	}
	@Override
	  public void run() {
		logger.debug("執(zhí)行操作...");
		try {
			sleep(1000);
		}
		catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		logger.debug("等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...");
		try {
			//讓線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待計(jì)數(shù)達(dá)成后釋放
			countDownLatch.await();
			logger.debug("計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...");
		}
		catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

執(zhí)行結(jié)果：

 [E] - 執(zhí)行操作...
 [B] - 執(zhí)行操作...
 [A] - 執(zhí)行操作...
 [C] - 執(zhí)行操作...
 [D] - 執(zhí)行操作...
 [main] DEBUG concurrent.CountDownLatchTest - 3
 [B] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [E] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [C] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [D] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [A] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [main] DEBUG concurrent.CountDownLatchTest - 2
 [main] DEBUG concurrent.CountDownLatchTest - 1
 [E] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [C] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [B] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [D] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [A] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...

CyclicBarrier

CyclicBarrier【Cyclic周期，循環(huán)的 Barrier屏障，障礙】循環(huán)的等待阻塞的線程個(gè)數(shù)到達(dá)指定數(shù)量后使參與計(jì)數(shù)的線程繼續(xù)執(zhí)行并可執(zhí)行特定線程（使用不同構(gòu)造函數(shù)可以不設(shè)定到達(dá)后執(zhí)行），其他線程仍處于阻塞等待再一次達(dá)成指定個(gè)數(shù)。

測(cè)試類：

package concurrent;
import concurrent.thread.CyclicBarrierThread;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierTest {
	private static final Logger logger = LogManager.getLogger(CyclicBarrierTest.class);
	public static void main(String[] args) {
		//可以使用CyclicBarrier(int parties)不設(shè)定到達(dá)后執(zhí)行的內(nèi)容
		CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5, () -> {
			logger.debug("---計(jì)數(shù)到達(dá)后執(zhí)行的內(nèi)容----");
		}
		);
		new CyclicBarrierThread("A", cyclicBarrier).start();
		new CyclicBarrierThread("B", cyclicBarrier).start();
		new CyclicBarrierThread("C", cyclicBarrier).start();
		new CyclicBarrierThread("D", cyclicBarrier).start();
		new CyclicBarrierThread("E", cyclicBarrier).start();
		new CyclicBarrierThread("A2", cyclicBarrier).start();
		new CyclicBarrierThread("B2", cyclicBarrier).start();
		new CyclicBarrierThread("C2", cyclicBarrier).start();
		new CyclicBarrierThread("D2", cyclicBarrier).start();
		new CyclicBarrierThread("E2", cyclicBarrier).start();
		//需要注意的是，如果線程數(shù)不是上面設(shè)置的等待數(shù)量的整數(shù)倍，比如這個(gè)程序中又加了個(gè)線程，
		// 那么當(dāng)達(dá)到5個(gè)數(shù)量時(shí)，只會(huì)執(zhí)行達(dá)到時(shí)的五個(gè)線程的內(nèi)容，
		// 剩余一個(gè)線程會(huì)出于阻塞狀態(tài)導(dǎo)致主線程無(wú)法退出，程序無(wú)法結(jié)束
		// new CyclicBarrierThread("F", cyclicBarrier).start();//將這行注釋去掉程序無(wú)法自動(dòng)結(jié)束
	}
}

線程類：

package concurrent.thread;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierThread extends Thread {
	private static final Logger logger = LogManager.getLogger(CyclicBarrierThread.class);
	private CyclicBarrier cyclicBarrier;
	public CyclicBarrierThread(String name, CyclicBarrier cyclicBarrier) {
		super(name);
		this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
	}
	@Override
	  public void run() {
		logger.debug("執(zhí)行操作...");
		try {
			int time = new Random().nextint(10) * 1000;
			logger.debug("休眠" + time/1000 + "秒");
			sleep(time);
		}
		catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		logger.debug("等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...");
		try {
			//讓線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待計(jì)數(shù)達(dá)成后釋放
			cyclicBarrier.await();
			logger.debug("計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...");
		}
		catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		catch (BrokenBarrierException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

執(zhí)行結(jié)果：

 [A] - 執(zhí)行操作...
 [A] - 休眠0秒
 [E2] - 執(zhí)行操作...
 [E2] - 休眠5秒
 [D2] - 執(zhí)行操作...
 [D2] - 休眠4秒
 [C2] - 執(zhí)行操作...
 [C2] - 休眠4秒
 [B2] - 執(zhí)行操作...
 [B2] - 休眠6秒
 [A2] - 執(zhí)行操作...
 [A2] - 休眠8秒
 [E] - 執(zhí)行操作...
 [E] - 休眠5秒
 [D] - 執(zhí)行操作...
 [D] - 休眠0秒
 [C] - 執(zhí)行操作...
 [C] - 休眠3秒
 [B] - 執(zhí)行操作...
 [B] - 休眠7秒
 [A] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [D] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [C] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [D2] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [C2] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [C2] DEBUG concurrent.CyclicBarrierTest - ---計(jì)數(shù)到達(dá)后執(zhí)行的內(nèi)容----
 [C2] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [A] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [C] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [D2] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [D] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [E2] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [E] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [B2] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [B] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [A2] - 等待計(jì)數(shù)器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)...
 [A2] DEBUG concurrent.CyclicBarrierTest - ---計(jì)數(shù)到達(dá)后執(zhí)行的內(nèi)容----
 [E] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [B2] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [E2] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [B] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...
 [A2] - 計(jì)數(shù)達(dá)成，繼續(xù)執(zhí)行...

可以想象成以前不正規(guī)的長(zhǎng)途汽車站的模式：

不正規(guī)的長(zhǎng)途汽車站會(huì)等待座位坐滿之后才發(fā)車，到達(dá)目的地之后繼續(xù)等待然后循環(huán)進(jìn)行。每個(gè)人都是一個(gè)Thread，上車后觸發(fā)cyclicBarrier.await();，當(dāng)坐滿時(shí)就是達(dá)到指定達(dá)成數(shù)的時(shí)候，車輛發(fā)車就是達(dá)成后統(tǒng)一執(zhí)行的內(nèi)容，發(fā)車后車上的人們就可以聊天之類的操作了【我們暫且理解為上車后人們就都不能動(dòng)了O(∩_∩)O~】。

CountDownLatch與CyclicBarrier區(qū)別：

CountDownLatch是一個(gè)或多個(gè)線程等待計(jì)數(shù)達(dá)成后繼續(xù)執(zhí)行，await()調(diào)用并沒有參與計(jì)數(shù)。

CyclicBarrier則是N個(gè)線程等待彼此執(zhí)行到零界點(diǎn)之后再繼續(xù)執(zhí)行，await()調(diào)用的同時(shí)參與了計(jì)數(shù)，并且CyclicBarrier支持條件達(dá)成后執(zhí)行某個(gè)動(dòng)作，而且這個(gè)過(guò)程是循環(huán)性的。

Exchanger

Exchanger 用于線程間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

　　可以在對(duì)中對(duì)元素進(jìn)行配對(duì)和交換的線程的同步點(diǎn)。每個(gè)線程將條目上的某個(gè)方法呈現(xiàn)給 exchange 方法，與伙伴線程進(jìn)行匹配，并且在返回時(shí)接收其伙伴的對(duì)象。Exchanger 可能被視為 SynchronousQueue 的雙向形式?！　xchanger 可能在應(yīng)用程序（比如遺傳算法和管道設(shè)計(jì)）中很有用。

　　用法示例：以下是重點(diǎn)介紹的一個(gè)類，該類使用 Exchanger 在線程間交換緩沖區(qū)，因此，在需要時(shí)，填充緩沖區(qū)的線程獲取一個(gè)新騰空的緩沖區(qū)，并將填滿的緩沖區(qū)傳遞給騰空緩沖區(qū)的線程。測(cè)試類：

package concurrent;
import concurrent.pojo.ExchangerPojo;
import concurrent.thread.ExchangerThread;
import java.util.HashMap;
import java.util.concurrent.Exchanger;

public class ExchangerTest {
	public static void main(String[] args) {
		Exchanger<HashMap<String, ExchangerPojo>> exchanger = new Exchanger<>();
		new ExchangerThread("A", exchanger).start();
		new ExchangerThread("B", exchanger).start();
	}
}

實(shí)體類：

package concurrent.pojo;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import java.util.Date;
import java.util.List;

public class ExchangerPojo {
	private int intVal;
	private String strVal;
	private List<String> strList;
	private Date date;
	public ExchangerPojo(int intVal, String strVal, List<String> strList, Date date) {
		this.intVal = intVal;
		this.strVal = strVal;
		this.strList = strList;
		this.date = date;
	}
	public int getIntVal() {
		return intVal;
	}
	public void setIntVal(int intVal) {
		this.intVal = intVal;
	}
	public String getStrVal() {
		return strVal;
	}
	public void setStrVal(String strVal) {
		this.strVal = strVal;
	}
	public List<String> getStrList() {
		return strList;
	}
	public void setStrList(List<String> strList) {
		this.strList = strList;
	}
	public Date getDate() {
		return date;
	}
	public void setDate(Date date) {
		this.date = date;
	}
	@Override
	  public String toString() {
		return JSON.toJSONString(this);
	}
}

線程類：

package concurrent.thread;
import concurrent.pojo.ExchangerPojo;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.Exchanger;

public class ExchangerThread extends Thread {
	private Exchanger<HashMap<String, ExchangerPojo>> exchanger;
	private static final Logger logger = LogManager.getLogger(ExchangerThread.class);
	public ExchangerThread(String name, Exchanger<HashMap<String, ExchangerPojo>> exchanger) {
		super(name);
		this.exchanger = exchanger;
	}
	@Override
	  public void run() {
		HashMap<String, ExchangerPojo> map = new HashMap<>();
		logger.debug(getName() + "提供者提供數(shù)據(jù)...");
		Random random = new Random();
		for (int i = 0; i < 3; i++) {
			int index = random.nextint(10);
			List<String> list = new ArrayList<>();
			for (int j = 0; j < index; j++) {
				list.add("list ---> " + j);
			}
			ExchangerPojo pojo = new ExchangerPojo(index, getName() + "提供的數(shù)據(jù)", list, new Date());
			map.put("第" + i + "個(gè)數(shù)據(jù)", pojo);
		}
		try {
			int time = random.nextint(10);
			logger.debug(getName() + "等待" + time + "秒....");
			for (int i = time; i > 0; i--) {
				sleep(1000);
				logger.debug(getName() + "---->" + i);
			}
			//等待exchange是會(huì)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，可以在一個(gè)線程中與另一線程多次交互，此處就不寫多次了
			HashMap<String, ExchangerPojo> getMap = exchanger.exchange(map);
			time = random.nextint(10);
			logger.debug(getName() + "接受到數(shù)據(jù)等待" + time + "秒....");
			for (int i = time; i > 0; i--) {
				sleep(1000);
				logger.debug(getName() + "---->" + i);
			}
			getMap.forEach((x, y) -> {
				logger.debug(x + " -----> " + y.toString());
			}
			);
		}
		catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

執(zhí)行結(jié)果：

 [B] - B提供者提供數(shù)據(jù)...
 [A] - A提供者提供數(shù)據(jù)...
 [A] - A等待2秒....
 [B] - B等待0秒....
 [A] - A---->2
 [A] - A---->1
 [B] - B接受到數(shù)據(jù)等待1秒....
 [A] - A接受到數(shù)據(jù)等待4秒....
 [B] - B---->1
 [A] - A---->4
 [B] - 第0個(gè)數(shù)據(jù) -----> {"date":1470652252049,"intVal":5,"strList":["list ---> 0","list ---> 1","list ---> 2","list ---> 3","list ---> 4"],"strVal":"A提供的數(shù)據(jù)"}
 [B] - 第1個(gè)數(shù)據(jù) -----> {"date":1470652252049,"intVal":1,"strList":["list ---> 0"],"strVal":"A提供的數(shù)據(jù)"}
 [B] - 第2個(gè)數(shù)據(jù) -----> {"date":1470652252049,"intVal":4,"strList":["list ---> 0","list ---> 1","list ---> 2","list ---> 3"],"strVal":"A提供的數(shù)據(jù)"}
 [A] - A---->3
 [A] - A---->2
 [A] - A---->1
 [A] - 第0個(gè)數(shù)據(jù) -----> {"date":1470652252057,"intVal":1,"strList":["list ---> 0"],"strVal":"B提供的數(shù)據(jù)"}
 [A] - 第1個(gè)數(shù)據(jù) -----> {"date":1470652252057,"intVal":6,"strList":["list ---> 0","list ---> 1","list ---> 2","list ---> 3","list ---> 4","list ---> 5"],"strVal":"B提供的數(shù)據(jù)"}
 [A] - 第2個(gè)數(shù)據(jù) -----> {"date":1470652252057,"intVal":6,"strList":["list ---> 0","list ---> 1","list ---> 2","list ---> 3","list ---> 4","list ---> 5"],"strVal":"B提供的數(shù)據(jù)"}

Phaser

Phaser個(gè)人感覺兼具了CountDownLatch與CyclicBarrier的功能，并提供了分階段的能力。

實(shí)現(xiàn)分階段的CyclicBarrier的功能

測(cè)試代碼：

package concurrent;
import concurrent.thread.PhaserThread;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import java.util.concurrent.Phaser;

public class PhaserTest {
	private static final Logger logger = LogManager.getLogger(PhaserTest.class);
	public static void main(String[] args) {
		Phaser phaser = new Phaser() {
			/**此方法有2個(gè)作用：
       * 1、當(dāng)每一個(gè)階段執(zhí)行完畢，此方法會(huì)被自動(dòng)調(diào)用，因此，重載此方法寫入的代碼會(huì)在每個(gè)階段執(zhí)行完畢時(shí)執(zhí)行，相當(dāng)于CyclicBarrier的barrierAction。
       * 2、當(dāng)此方法返回true時(shí)，意味著Phaser被終止，因此可以巧妙的設(shè)置此方法的返回值來(lái)終止所有線程。例如：若此方法返回值為 phase>=3，其含義為當(dāng)整個(gè)線程執(zhí)行了4個(gè)階段后，程序終止。
       * */
			@Override
			      protected Boolean onAdvance(int phase, int registeredParties) {
				logger.debug("階段--->" + phase);
				logger.debug("注冊(cè)的線程數(shù)量--->" + registeredParties);
				return super.onAdvance(phase, registeredParties);
			}
		}
		;
		for (int i = 3; i > 0; i--) {
			new PhaserThread("第" + i + "個(gè)", phaser).start();
		}
	}
}

線程代碼：

package concurrent.thread;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Phaser;

public class PhaserThread extends Thread {
	private Phaser phaser;
	private static final Logger logger = LogManager.getLogger(PhaserThread.class);
	public PhaserThread(String name, Phaser phaser) {
		super(name);
		this.phaser = phaser;
		//把當(dāng)前線程注冊(cè)到Phaser
		this.phaser.register();
		logger.debug("name為" + name + "的線程注冊(cè)了" + this.phaser.getRegisteredParties() + "個(gè)線程");
	}
	@Override
	  public void run() {
		logger.debug("進(jìn)入...");
		phaser.arrive();
		for (int i = 6; i > 0; i--) {
			int time = new Random().nextint(5);
			try {
				logger.debug("睡眠" + time + "秒");
				sleep(time * 1000);
				if (i == 1) {
					logger.debug("未完成的線程數(shù)量：" + phaser.getUnarrivedParties());
					logger.debug("最后一次觸發(fā)，并注銷自身");
					phaser.arriveAndDeregister();
					logger.debug("未完成的線程數(shù)量：" + phaser.getUnarrivedParties());
				} else {
					logger.debug("未完成的線程數(shù)量：" + phaser.getUnarrivedParties());
					logger.debug(i + "--->觸發(fā)并阻塞...");
					phaser.arriveAndAwaitAdvance();
					//相當(dāng)于CyclicBarrier.await();
					logger.debug("未完成的線程數(shù)量：" + phaser.getUnarrivedParties());
				}
			}
			catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		logger.debug("注銷完成之后注冊(cè)的線程數(shù)量--->" + phaser.getRegisteredParties());
	}
}

執(zhí)行結(jié)果：

 [main] - name為第3個(gè)的線程注冊(cè)了1個(gè)線程
 [main] - name為第2個(gè)的線程注冊(cè)了2個(gè)線程
 [main] - name為第1個(gè)的線程注冊(cè)了3個(gè)線程
 [第3個(gè)] - 進(jìn)入...
 [第2個(gè)] - 進(jìn)入...
 [第3個(gè)] - 睡眠2秒
 [第2個(gè)] - 睡眠1秒
 [第1個(gè)] - 進(jìn)入...
 [第1個(gè)] - 階段--->0
 [第1個(gè)] - 注冊(cè)的線程數(shù)量--->3
 [第1個(gè)] - 睡眠4秒
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第2個(gè)] - 6--->觸發(fā)并阻塞...
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：2
 [第3個(gè)] - 6--->觸發(fā)并阻塞...
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：1
 [第1個(gè)] - 6--->觸發(fā)并阻塞...
 [第1個(gè)] - 階段--->1
 [第1個(gè)] - 注冊(cè)的線程數(shù)量--->3
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第1個(gè)] - 睡眠1秒
 [第3個(gè)] - 睡眠0秒
 [第2個(gè)] - 睡眠4秒
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第3個(gè)] - 5--->觸發(fā)并阻塞...
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：2
 [第1個(gè)] - 5--->觸發(fā)并阻塞...
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：1
 [第2個(gè)] - 5--->觸發(fā)并阻塞...
 [第2個(gè)] - 階段--->2
 [第2個(gè)] - 注冊(cè)的線程數(shù)量--->3
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第2個(gè)] - 睡眠0秒
 [第3個(gè)] - 睡眠2秒
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第1個(gè)] - 睡眠2秒
 [第2個(gè)] - 4--->觸發(fā)并阻塞...
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：2
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：2
 [第3個(gè)] - 4--->觸發(fā)并阻塞...
 [第1個(gè)] - 4--->觸發(fā)并阻塞...
 [第1個(gè)] - 階段--->3
 [第1個(gè)] - 注冊(cè)的線程數(shù)量--->3
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第1個(gè)] - 睡眠2秒
 [第3個(gè)] - 睡眠1秒
 [第2個(gè)] - 睡眠4秒
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第3個(gè)] - 3--->觸發(fā)并阻塞...
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：2
 [第1個(gè)] - 3--->觸發(fā)并阻塞...
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：1
 [第2個(gè)] - 3--->觸發(fā)并阻塞...
 [第2個(gè)] - 階段--->4
 [第2個(gè)] - 注冊(cè)的線程數(shù)量--->3
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第2個(gè)] - 睡眠2秒
 [第1個(gè)] - 睡眠2秒
 [第3個(gè)] - 睡眠4秒
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第2個(gè)] - 2--->觸發(fā)并阻塞...
 [第1個(gè)] - 2--->觸發(fā)并阻塞...
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：1
 [第3個(gè)] - 2--->觸發(fā)并阻塞...
 [第3個(gè)] - 階段--->5
 [第3個(gè)] - 注冊(cè)的線程數(shù)量--->3
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第3個(gè)] - 睡眠2秒
 [第1個(gè)] - 睡眠3秒
 [第2個(gè)] - 睡眠0秒
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：3
 [第2個(gè)] - 最后一次觸發(fā)，并注銷自身
 [第2個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：2
 [第2個(gè)] - 注銷完成之后注冊(cè)的線程數(shù)量--->2
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：2
 [第3個(gè)] - 最后一次觸發(fā)，并注銷自身
 [第3個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：1
 [第3個(gè)] - 注銷完成之后注冊(cè)的線程數(shù)量--->1
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：1
 [第1個(gè)] - 最后一次觸發(fā)，并注銷自身
 [第1個(gè)] - 階段--->6
 [第1個(gè)] - 注冊(cè)的線程數(shù)量--->0
 [第1個(gè)] - 未完成的線程數(shù)量：0
 [第1個(gè)] - 注銷完成之后注冊(cè)的線程數(shù)量--->0

上面代碼中，當(dāng)所有線程進(jìn)行到arriveAndAwaitAdvance()時(shí)會(huì)觸發(fā)計(jì)數(shù)并且將線程阻塞，等計(jì)數(shù)數(shù)量等于注冊(cè)線程數(shù)量【即所有線程都執(zhí)行到了約定的地方時(shí)，會(huì)放行，是所有線程得以繼續(xù)執(zhí)行，并觸發(fā)onAction事件】。我們可以在onAction中根據(jù)不同階段執(zhí)行不同內(nèi)容的操作。

實(shí)現(xiàn)分階段的CountDownLatch的功能

只需將上面的測(cè)試類更改如下：

package concurrent;
import concurrent.thread.PhaserThread;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import java.util.concurrent.Phaser;
import static jodd.util.ThreadUtil.sleep;

public class PhaserTest {
	private static final Logger logger = LogManager.getLogger(PhaserTest.class);
	public static void main(String[] args) {
		//這里其實(shí)相當(dāng)于已經(jīng)注冊(cè)了3個(gè)線程，但是并沒有實(shí)際的線程
		int coutNum=3;
		Phaser phaser = new Phaser(coutNum) {
			/**此方法有2個(gè)作用：
       * 1、當(dāng)每一個(gè)階段執(zhí)行完畢，此方法會(huì)被自動(dòng)調(diào)用，因此，重載此方法寫入的代碼會(huì)在每個(gè)階段執(zhí)行完畢時(shí)執(zhí)行，相當(dāng)于CyclicBarrier的barrierAction。
       * 2、當(dāng)此方法返回true時(shí)，意味著Phaser被終止，因此可以巧妙的設(shè)置此方法的返回值來(lái)終止所有線程。例如：若此方法返回值為 phase>=3，其含義為當(dāng)整個(gè)線程執(zhí)行了4個(gè)階段后，程序終止。
       * */
			@Override
			      protected Boolean onAdvance(int phase, int registeredParties) {
				logger.debug("階段--->" + phase);
				logger.debug("注冊(cè)的線程數(shù)量--->" + registeredParties);
				return registeredParties==coutNum;
				//當(dāng)后只剩下coutNum個(gè)線程時(shí)說(shuō)明所有真實(shí)的注冊(cè)的線程已經(jīng)運(yùn)行完成，測(cè)試可以終止Phaser
			}
		}
		;
		for (int i = 3; i > 0; i--) {
			new PhaserThread("第" + i + "個(gè)", phaser).start();
		}
		//當(dāng)phaser未終止時(shí)循環(huán)注冊(cè)這塊兒可以使用實(shí)際的業(yè)務(wù)處理
		while (!phaser.isTerminated()) {
			sleep(1000);
			logger.debug("觸發(fā)一次");
			phaser.arrive();
			//相當(dāng)于countDownLatch.countDown();
		}
	}
}

總結(jié)

以上就是本文關(guān)于Java多線程同步器代碼詳解的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站：

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淺談Java多線程處理中Future的妙用（附源碼）

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如有不足之處，歡迎留言指出。

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