Java多线程之同步工具类（CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore）

CountDownLatch

简介：CountDownLatch 可以等待一组线程或者是任务等完成，否则await()会将其一直阻塞。

当然它也提供了等待超时的处理方法await(long timeout, TimeUnit unit)，此类的使用效果和调用Thread的join()方法差不多：

public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}

此类的使用场景，例如：当处理Excel的不同sheet数据处理的时候，多线程处理sheet之后，做个汇总结果之类的场景，或者是执行一些耗时的sql查询，汇总结果等。

示例代码：

/**
* @author Kevin 2018-1-24
*
* CountDownLatch : 等待一组线程或者一组任务、步骤完成。
* CountDownLatch(num) 初始化会设置一个计数器，每调用一次countDown()就减一，直到为0为止结束。
*
* CountDownLatch是使用实现AQS的内部类sync来完成的，AQS的操作是CAS机制的利用。
*/
public class CountDownLatchDemo {

private static final CountDownLatch c = new CountDownLatch(2);

public static void main(String[] args) {

new Thread(new Runnable() {

@Override
public void run() {
c.countDown();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 执行完了。");
}
}).start();

c.countDown();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 执行完了。");

try {
c.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

}

}

CyclicBarrier

可以参考另一篇文章讲述的例子：

http://blog.csdn.net/kevin_king1992/article/details/73276318

简介：CyclicBarrier，同步屏障。允许一组线程互相等待到某个公共屏障点，才会打开门。

示例代码：

/**
* @author Kevin 2018-1-24
*
* CyclicBarrier:同步屏障。new CyclicBarrier(num);构造函数中设置的num int值，作为到达公共屏障点的数目，await()阻塞线程，直到num个线程到位，
*  否则一直阻塞下去。
*
*
* CyclicBarrier提供了更为丰富的功能：
*
* 1.reset() 方法：重置，让此操作重新再来一次。
* 2.getNumberWaiting():获取等待的线程数量。‘
* 3.isBroken():同步屏障是否损坏。
* 4.await(long timeout, TimeUnit unit):同样提供了可供限时的阻塞等待操作。
*
*/
public class CyclicBarrierDemo {

private static final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(2);

public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {

@Override
public void run() {
try {
cb.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：start...");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();

try {
cb.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：start...");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}

System.out.println("the current CyclicBarrier getNumberWaiting : " + cb.getNumberWaiting());
System.out.println("the current CyclicBarrier getParties : " + cb.getParties());
System.out.println("the current CyclicBarrier is Broken : " + cb.isBroken());
}

}

有先决执行的构造函数：

/**
* @author Kevin 2018-1-24
*
* CyclicBarrier 构造函数中提供了new CyclicBarrier(2,new FirstRunnable()),它允许FirstRunnable当屏障门打开时先于其他线程执行。
*
*/
public class CyclicBarrierDemo2 {

private static final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(2,new FirstRunnable());

public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {

@Override
public void run() {
try {
cb.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：start...");
}
}).start();

try {
try {
cb.await();

} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：start...");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}

}

static class FirstRunnable implements Runnable {

@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 优先执行完了。");
}

}
}

Semaphore

Semaphore：信号量

示例代码：

/**
* @author Kevin 2018-1-24
*
* Semaphore:信号量。
*
* 在Semaphore的初始化方法中可以设置一个int类型的许可证数量，即为：允许同时执行的线程数量。就好比下面demo中的停车场车位，
* 或者路口允许同时车辆通过的数量（并发编程的艺术一书中的举例）就容易理解的多。
*
*
* 下面的例子就是车位10个，但是要停的车有50个，只有当有空闲车位（获取到信号量中的许可证）才可进去。
*
* tryAcquire()此方法获取凭证，release()释放。从方法的名称就可以知道这是通过AQS（队列同步器）实现的，当然，提供的tryAcquire还远不止这个，
* 还有等待超时等。
*
*
*/
public class SemaphoreDemo {

private static final Semaphore CARS = new Semaphore(10);
public static void main(String[] args) {
for(int i=0;i<50;i++) {
new Thread(new Runnable() {

@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":准备进入停车场");
CARS.tryAcquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":开始进入停车场");
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":停车中...");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
CARS.release();
}
}).start();;
}
}

}