JUC之强大的辅助类

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CountDownLatch

概念

CountDownLatch是一个同步工具类，用来协调多个线程之间的同步，或者说起到线程之间的通信（而不是用作互斥的作用）。

CountDownLatch能够使一个线程在等待另外一些线程完成各自工作之后，再继续执行。使用一个计数器进行实现。计数器初始值为线程的数量。当每一个线程完成自己任务后，计数器的值就会减一。当计数器的值为0时，表示所有的线程都已经完成了任务，然后在CountDownLatch上等待的线程就可以恢复执行任务。

CountDownLatch典型用法1：某一线程在开始运行前等待n个线程执行完毕。将CountDownLatch的计数器初始化为n new CountDownLatch(n) ，每当一个任务线程执行完毕，就将计数器减1 countdownlatch.countDown()，当计数器的值变为0时，在CountDownLatch上 await() 的线程就会被唤醒。一个典型应用场景就是启动一个服务时，主线程需要等待多个组件加载完毕，之后再继续执行。

CountDownLatch典型用法2：实现多个线程开始执行任务的最大并行性。注意是并行性，不是并发，强调的是多个线程在某一时刻同时开始执行。类似于赛跑，将多个线程放到起点，等待发令枪响，然后同时开跑。做法是初始化一个共享的CountDownLatch(1)，将其计数器初始化为1，多个线程在开始执行任务前首先 coundownlatch.await()，当主线程调用 countDown() 时，计数器变为0，多个线程同时被唤醒。

使用

首先使用new CountDownLatch(int count)构造出一个给定值的计数器。接着使用countDown()将计数器的值减一，而await()是时调用的线程被阻塞等待直到计数器的值为0为止。

public class CountDownLatchDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);

        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t上完自习，离开教室");
                countDownLatch.countDown();//减一
            },String.valueOf(i)).start();
        }


        countDownLatch.await();//使当前线程等待直到锁存器计数到零为止
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t班长关门走人");
    }
}
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运行查看效果～

CountDownLatch是一次性的，计数器的值只能在构造方法中初始化一次，之后没有任何机制再次对其设置值，当CountDownLatch使用完毕后，它不能再次被使用

CyclicBarrier

概念

现实生活中我们经常会遇到这样的情景，在进行某个活动前需要等待人全部都齐了才开始。例如吃饭时要等全家人都上座了才动筷子，旅游时要等全部人都到齐了才出发，比赛时要等运动员都上场后才开始。

在JUC包中为我们提供了一个同步工具类能够很好的模拟这类场景，它就是CyclicBarrier类。利用CyclicBarrier类可以实现一组线程相互等待，当所有线程都到达某个屏障点后再进行后续的操作。下图演示了这一过程。

CyclicBarrier的字面意思是可循环(Cyclic) 使用的屏障(barrier).它要做的事情是,让一组线程到达一个屏障(也可以叫做同步点)时被阻塞,知道最后一个线程到达屏障时,屏障才会开门,所有被屏障拦截的线程才会继续干活,线程进入屏障通过CyclicBarrier的await()方法.

案例

召集7颗龙珠召唤线程。

public class CyclicBarrierDemo {


    public static void main(String[] args) {
        //CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new  CyclicBarrier(7,()->{
            System.out.println("召唤神龙");
        });

        for (int i = 1; i <= 7; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t收集到第"+temp+"颗龙珠");
                try {
                    //先到了等着
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}
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CyclicBarrier与CountDownLatch的区别

至此我们难免会将CyclicBarrier与CountDownLatch进行一番比较。这两个类都可以实现一组线程在到达某个条件之前进行等待，它们内部都有一个计数器，当计数器的值不断的减为0的时候所有阻塞的线程将会被唤醒。

有区别的是CyclicBarrier的计数器由自己控制，而CountDownLatch的计数器则由使用者来控制，在CyclicBarrier中线程调用await方法不仅会将自己阻塞还会将计数器减1，而在CountDownLatch中线程调用await方法只是将自己阻塞而不会减少计数器的值。

另外，CountDownLatch只能拦截一轮，而CyclicBarrier可以实现循环拦截。一般来说用CyclicBarrier可以实现CountDownLatch的功能，而反之则不能，例如上面的赛马程序就只能使用CyclicBarrier来实现。总之，这两个类的异同点大致如此，至于何时使用CyclicBarrier，何时使用CountDownLatch，还需要读者自己去拿捏。

除此之外，CyclicBarrier还提供了：resert()、getNumberWaiting()、isBroken()等比较有用的方法。

Semaphore

概念

Semaphore信号量主要用于两个目的，一个是用于多个共享资源的互斥使用。另一个用于并发线程数的控制，用于做限流处理

Seamphore构造方法和ReentrantLock构造方法类似。默认非公平锁，为ture公平锁。

案例

6两汽车抢3个停车位，当3个停车位满时，剩余的三辆车只能走一辆停一辆。

public class SemaphoreDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);//3个停车位

        for (int i = 1; i <= 6; i++) {//模拟6部汽车
            new Thread(() -> {
                try {
                    semaphore.acquire();//抢占
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t抢到车位");
                    //停3秒
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t停车三秒后离开车位");
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    semaphore.release();//释放
                }
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }

}
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