本篇文章主要记录了JUC的四个并发工具类,闭锁CountDownlatch、栅栏CyclicBarrier、信号量Semaphore、交换器Exchanger。CountDownlatch通常用于主线程等待其他任务线程执行完毕的场景;CyclicBarrier主要阻塞当前线程,等待其他线程(大家无论谁先跑到A点,必须要等其他线程也到达了A点,大家才能继续)。信号量Semaphore可以用来控制同时访问特定资源的线程数量(比如100个线程只能有10个线程可以获得MySQL连接)。交换器Exchanger很少用,只适用于两个线程在同步点交换数据的场景(如下图)。
闭锁CountDownlatch
CountDownLatch也叫闭锁,使得一(多)个主线程必须等待其他线程完成操作后再执行。 CountDownLatch内部维护一个计数器(父类的int state),主线程先执行await方法,如果此时计数器大于0,则阻塞等待。当一个线程完成任务后,计数器值减1。直到计数器为0时,表示所有的线程已经完成任务,等待的主线程被唤醒继续执行。
CountDownLatch实现主要基于Java同步器AQS,关于AQS的分析可以看我这篇文章:《ReentrantLock与AQS》 ,countDown方法核心实现如下:
1 | public void countDown() { |
CountDownlatch的使用案例,下面使用三个线程来打印三个List,三个线程任务都完成得时候才输出Print Task Finish!
1 | import java.util.Arrays; |
栅栏CyclicBarrier
CyclicBarrier:阻塞当前线程,等待其他线程。等待其它线程,且会阻塞自己当前线程,所有线程必须同时到达栅栏位置后才能继续执行;所有线程到达栅栏处,可以触发执行另外一个预先设置的线程。
1 | import java.util.concurrent.BrokenBarrierException; |
信号量Semaphore
Semaphore也叫信号量,在JDK1.5被引入,可以用来控制同时访问特定资源的线程数量,通过协调各个线程,以保证合理的使用资源。Semaphore内部维护了一组虚拟的许可,许可的数量可以通过构造函数的参数指定。
访问特定资源前,必须使用acquire方法获得许可,如果许可数量为0,该线程则一直阻塞,直到有可用许可。访问资源后,使用release释放许可。Semaphore和ReentrantLock类似,获取许可有公平策略和非公平许可策略,默认情况下使用非公平策略。
信号量Semaphore得应用场景:Semaphore可以用来做流量分流,特别是对公共资源有限的场景,比如数据库连接。假设有这个的需求,读取几万个文件的数据到数据库中,由于文件读取是IO密集型任务,可以启动几十个线程并发读取,但是数据库连接数只有10个,这时就必须控制最多只有10个线程能够拿到数据库连接进行操作。这个时候,就可以使用Semaphore做流量控制。
1 | package thread_study; |
交换器Exchanger
Exchanger(交换者)是一个用于线程间数据交换协作的工具类。它提供一个同步点,在这个同步点多个线程间两两之间线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过exchange方法交换数据, 如果第一个线程先执行exchange方法,它会一直等待第二个线程也执行exchange方法,当两个线程都到达同步点时,这两个线程就可以交换数据,将本线程生产出来的数据传递给对方。
1 | import java.util.concurrent.Exchanger; |
- 本文作者: Tim
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