1.CountDownLatch

 1.2.示例：班長鎖門問題

問題描述：假如有7個同學(xué)晚上上自習(xí)，鑰匙在班長手上，并且要負(fù)責(zé)鎖門。班長必須要等所有人都走光了，班長才能關(guān)燈鎖門。這6個同學(xué)的順序是無序的，不知道它們是何時離開。6個同學(xué)各上各的自習(xí)，中間沒有交互。假如說6個學(xué)生是普通線程，班長是主線程，如何讓主線程要等一堆線程運行完了，主線程才能運行完成呢。

public class CountDownLatchDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		for(int i=1;i<=6;i++){
			new Thread(()->{
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t離開教室");
			},String.valueOf(i)).start();
		}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t班長關(guān)門走人");
	}
}

運行結(jié)果截圖

最后還有三個人被鎖在教師了，這樣可能會發(fā)生事故，所以肯定不行的。

我們要想實現(xiàn)這樣的效果，就是等其它線程全部走完了，主線程才能運行。就需要借助JUC中的CountDownLatch類

1.2.CountDownLatch類簡介：

1.2.1 CountDownLatch概念

CountDownLatch是一個同步工具類，用來協(xié)調(diào)多個線程之間的同步，或者說起到線程之間的通信（而不是用作互斥的作用）。

CountDownLatch能夠使一個線程在等待另外一些線程完成各自工作之后，再繼續(xù)執(zhí)行。使用一個計數(shù)器進(jìn)行實現(xiàn)。計數(shù)器初始值為線程的數(shù)量。當(dāng)每一個線程完成自己任務(wù)后，計數(shù)器的值就會減一。當(dāng)計數(shù)器的值為0時，表示所有的線程都已經(jīng)完成一些任務(wù)，然后在CountDownLatch上等待的線程就可以恢復(fù)執(zhí)行接下來的任務(wù)。

CountDownLatch說明:count計數(shù)，down倒計算，Latch開始

1.2.3 CountDownLatch的用法

某一線程在開始運行前等待n個線程執(zhí)行完畢。將CountDownLatch的計數(shù)器初始化為new CountDownLatch(n)，每當(dāng)一個任務(wù)線程執(zhí)行完畢，就將計數(shù)器減1 countdownLatch.countDown()，當(dāng)計數(shù)器的值變?yōu)?時，在CountDownLatch上await()的線程就會被喚醒。一個典型應(yīng)用場景就是啟動一個服務(wù)時，主線程需要等待多個組件加載完畢，之后再繼續(xù)執(zhí)行。

CountDownLatch底層構(gòu)造函數(shù)源代碼

public CountDownLatch(int count) {
 if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
 this.sync = new Sync(count);
 }

1.3.CountDownLatch案例：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		//6個同學(xué)正在上自習(xí)，每個人就有一個1計數(shù)器，走1個數(shù)字減1，main線程啟動，必須要等計時器從6變成0，才能開始。
		CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(6);
		for(int i=1;i<=6;i++){
			new Thread(()->{
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t離開教室");
				countDownLatch.countDown();		//計算減少一個
			},String.valueOf(i)).start();
		}
		countDownLatch.await();	//班長前面需要被阻塞
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t班長關(guān)門走人");
	}

運行結(jié)果截圖

這里每個人何時走并不知道， 但是可以保證每次都是班長最后一個走。

1.4.原理總結(jié)

CountDownLatch主要有兩個方法，當(dāng)一個或多個線程調(diào)用await方法時，這些線程會被阻塞。

其它線程調(diào)用countDown方法將會使計數(shù)器減1（調(diào)用countDown方法的線程不會阻塞）

當(dāng)計數(shù)器的值變?yōu)?時，因await方法阻塞的線程會被喚醒，繼續(xù)執(zhí)行。

2.CyclicBarrier

2.1.CyclicBarrier簡介

cyclic循環(huán)，barrier屏障。

從字面上的意思可以知道，這個類的中文意思是“循環(huán)柵欄”。大概的意思就是一個可循環(huán)利用的屏障。

它的作用就是會讓所有線程都等待完成后才會繼續(xù)下一步行動。

上面班長關(guān)門的例子是做倒計時，這里是反過來，做加法，數(shù)到多少就開始。

比如人到齊了，再開會。，舉個例子，就像生活中我們會約同事一起去開會，有些同事可能會早到，有些同事可能會晚到，但是這個會議規(guī)定必須等到所有人到齊之后才會讓我們正式開會。這里的同事們就是各個線程，會議就是 CyclicBarrier。

構(gòu)造方法

public CyclicBarrier(int parties)
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

解析：

parties 是參與線程的個數(shù)

第二個構(gòu)造方法有一個 Runnable 參數(shù)，這個參數(shù)的意思是最后一個到達(dá)線程要做的任務(wù)

我們通常用第二個構(gòu)造函數(shù)。

2.2.案例：集齊7顆龍珠召喚神龍

public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(7,()->{System.out.println("召喚神龍");});
		for(int i=1;i<=7;i++){
			final int tempInt=i;
			new Thread(()->{
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t收集到第"+tempInt+"顆龍珠");
				try {
					//某個線程收集到了龍珠只能先等著，等龍珠收齊了才能召喚神龍
					cyclicBarrier.await();
				} catch (Exception e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			},String.valueOf(i)).start();;
		}
	}

截圖

3.Semophore

 3.1.Semophore簡介

前面討論的問題都是多對一的問題，我們現(xiàn)在可以討論多對多的問題了。

假設(shè)有7個兄弟開車上班，而現(xiàn)在只有4個車位。7部車并列開進(jìn)4個車位，每個車停了多長時間未知，資源被占用完了。假設(shè)有一個車只停了2s,那么它走了，外面的車又可以進(jìn)來了。走一個進(jìn)一個，最后全部都可以進(jìn)去。而semophore就是控制多線程的并發(fā)策略。

簡單理解來說，Semaphore：信號量主要用于兩個目的：一個是用于多個共享資源的互斥使用；另一個用于并發(fā)線程數(shù)量的控制。

Semaphore類有兩個重要方法

1、semaphore.acquire();
請求一個信號量，這時候信號量個數(shù)-1，當(dāng)減少到0的時候，下一次acquire不會再執(zhí)行，只有當(dāng)執(zhí)行一個release()的時候，信號量不為0的時候才可以繼續(xù)執(zhí)行acquire

2、semaphore.release();
釋放一個信號量，這時候信號量個數(shù)+1，

3.2.搶車位問題

public static void main(String[] args) {
		//模擬6部車搶3個空車位
		Semaphore semaphore=new Semaphore(3);//模擬資源類，有3個空車位
		for(int i=1;i<=6;i++){
			new Thread(()->{
				try {
					//誰先搶到了，誰就占一個車位，并且要把semaphore中的資源數(shù)減1
					semaphore.acquire();
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t搶占到了車位");
					TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t離開了車位");
					
				} catch (Exception e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}finally{
					//釋放車位
					semaphore.release();
				}
				
			},String.valueOf(i)).start();
		}
	}

運行結(jié)果截圖：

3.3.原理總結(jié)

在信號量上我們定義兩種操作：

acquire(獲取)當(dāng)一個線程調(diào)用acquire操作時，它要么通過成功獲取信號量（信號量減1），要么一直等待下去，直到有線程釋放信號量，或超時。

release(釋放)實際上會將信號量的值加1，然后喚醒等待的線程。

信號量主要用于兩個目的：一個是用于多個共享資源的互斥使用；另一個用于并發(fā)線程數(shù)量的控制

如果把資源數(shù)從3變成1了，此時就等價于synchronized。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Java并發(fā)編程之常用的輔助類的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java并發(fā)編程常用輔助類內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！