本文部分摘自《Java 并发编程的艺术》
CountDownLatch
CountDownLatch 允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。假设现有一个需求：我们需要解析一个 Excel 里多个 sheet 的数据，此时可以考虑使用多线程，每个线程解析一个 sheet 的数据，等到所有的 sheet 都解析完之后，程序需要提示解析完成。在这个需求中，要实现主线程等待所有线程完成 sheet 的解析操作，最简单的做法就是使用 join() 方法
public class JoinCountDownLatchTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread parser1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("parser2 finish");
}
});
Thread parser2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("parser2 finish");
}
});
parser1.start();
parser2.start();
parser1.join();
parser2.join();
System.out.println("all parser finish");
}
}
在 JDK5 之后的并发包中提供的 CountDownLatch 也可以实现 join 的功能，并且比 join 的功能更多
public class CountDownLatchTest {
// CountDown 的构造函数接收一个 int 类型的参数作为计数器
// 假设想等待 N 个点完成，就传入 N
static CountDownLatch c = new CountDownLatch(2);
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(1);
// 每当调用 countDown 方法时，N 就会减一
c.countDown();
System.out.println(2);
c.countDown();
}
}).start();
// await 会阻塞当前线程，直到 N 变成零
c.await();
System.out.println(3);
}
}
CyclicBarrier
CyclicBarrier 可以让一组线程到达一个屏障（同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会放行，所有被屏障拦截的线程才会继续运行
public class CyclicBarrierTest {
// 传入参数为2
static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2);
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
//调用await方法，计数减一，并阻塞，直到计数为零才放行
c.await();
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(1);
}
}).start();
try {
c.await();
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(2);
}
}
如果把 new CyclicBarrier(2) 修改为 new CyclicBarrier(3)，则主线程和子线程会永远等待，因为没有第三个线程执行 await 方法
CyclicBarrier 还提供一个更高级的构造函数 CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，用于在线程到达屏障时，优先执行 barrierAction 方法
public class CyclicBarrierTest2 {
static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2, new A());
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
c.await();
} catch (Exception e) {
}
System.out.println(1);
}
}).start();
try {
c.await();
} catch (Exception e) {
}
System.out.println(2);
}
static class A implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println(3);
}
}
}
最终输出结果一定先是 3 开头
Semaphore
Semaphore（信号量）用来控制同时访问特定资源的线程数量，它通过协调各个线程，以保证合理的使用公共资源
1. 应用场景
Semaphore 可以用于做流量控制，特别是公用资源有限的应用场景，比如数据库连接
public class SemaphoreTest {
private static final int THREAD_COUNT = 30;
private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);
private static Semaphore s = new Semaphore(10);
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
s.acquire();
System.out.println("save data");
s.release();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
threadPool.shutdown();
}
}
代码中，虽然有 30 个线程执行，但只允许 10 个线程并发执行。Semaphore 的构造方法 Semaphore(int permits) 接受一个整型的数字，表示可用的许可证数量。Semaphore 的用法也很简单，首先线程使用 Semaphore 的 acquire() 方法获取一个许可证，使用完之后调用 release() 方法归还即可，还可以使用 tryAcquire() 方法尝试获取许可证
Exchanger
Exchanger（交换者）是一个用于线程间协作的工具类，用于线程间的数据交换。它提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以彼此交换数据。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执行 exchange 方法，当两个线程都到达同步点时，两个线程就可以交换数据了
假设现在有一个需求：我们需要将纸质银行流水通过人工的方式录入电子银行流水，为了避免错误，采用 AB 岗两人进行录入，录入完成后，系统需加载这两人录入的数据进行比较，看看是否录入一致
public class ExchangerTest {
private static final Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();
private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
public static void main(String[] args) {
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
// A录入银行流水数据
String A = "银行流水A";
exchanger.exchange(A);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
// B录入银行流水数据
String B = "银行流水B";
String A = exchanger.exchange(B);
System.out.println("A 和 B 数据是否一致：" + A.equals(B) + ", A 录入的是：" + A
+ ", B 录入的是：" + B);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
threadPool.shutdown();
}
}