java并发包3个实用的并发线程辅助类

2018-11-09 本文已影响0人会飞的蜗牛66666

1，CountDownLatch
利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A，它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行，此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了
CountDownLatch类只提供了一个构造器：
public CountDownLatch(int count) { }; //参数count为计数值

然后下面这3个方法是CountDownLatch类中最重要的方法：
public void await() throws InterruptedException { }; //调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //和await()类似，只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行
public void countDown() { }; //将count值减1

public class countDownLatch {
//比如有一个任务A，它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行
public static void main(String[] args) {
/**
* 如果4大于任务数，执行2个任务以后会一直等待唤醒，如果设置1小于任务数，仍然会执行2个任务。
*/
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);

    //线程1
    new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在执行");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行完毕");
                latch.countDown();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }.start();

    //线程2
    new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在执行");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行完毕");
                latch.countDown();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }.start();

    try {
        System.out.println("等待2个子线程执行完毕...");
        latch.await();//调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行
        System.out.println("2个子线程已经执行完毕");
        System.out.println("继续执行主线程");
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}

2，CyclicBarrier用法
通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后，CyclicBarrier可以被重用。我们暂且把这个状态就叫做barrier，当调用await()方法之后，线程就处于barrier了
CyclicBarrier提供2个构造器：
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
}

public CyclicBarrier(int parties) {
}
参数parties指让多少个线程或者任务等待至barrier状态；参数barrierAction为当这些线程都达到barrier状态时会执行的内容

然后CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法，它有2个重载版本：
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException { };
public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException { };
第一个版本比较常用，用来挂起当前线程，直至所有线程都到达barrier状态再同时执行后续任务；

第二个版本是让这些线程等待至一定的时间，如果还有线程没有到达barrier状态就直接让到达barrier的线程执行后续任务。

package com.ky.kafka;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

/**

假若有若干个线程都要进行写数据操作，并且只有所有线程都完成写数据操作之后，这些线程才能继续做后面的事情，此时就可以利用CyclicBarrier了
/
public class cyclicBarrier {
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
// CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
/*
* 如果说想在所有线程写入操作完之后，进行额外的其他操作可以为CyclicBarrier提供Runnable参数
* 当四个线程都到达barrier状态后，会从四个线程中选择一个线程去执行Runnable
*/
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N, new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getName());
}
});
for (int i = 0; i < N; i++)
new Writer(barrier).start();
}

/**
- 每个写入线程执行完写数据操作之后，就在等待其他线程写入操作完毕。
- 当所有线程线程写入操作完毕之后，所有线程就继续进行后续的操作了
  */
  static class Writer extends Thread {
  private CyclicBarrier cyclicBarrier;
  
  public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
  this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
  }
  
  @Override
  public void run() {
  System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在写入数据...");
  try {
  Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
  System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
  // cyclicBarrier.await();
  try {
  //在前面三个线程都达到barrier之后，等待了指定的时间发现第四个线程还没有达到barrier，就抛出异常并继续执行后面的任务
  cyclicBarrier.await(2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
  } catch (TimeoutException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  } catch (BrokenBarrierException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  System.out.println("所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
  }
  }
  }

Semaphore用法：
Semaphore翻译成字面意思为信号量，Semaphore可以控同时访问的线程个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可
public Semaphore(int permits) { //参数permits表示许可数目，即同时可以允许多少线程进行访问
sync = new NonfairSync(permits);
}
public Semaphore(int permits, boolean fair) { //这个多了一个参数fair表示是否是公平的，即等待时间越久的越先获取许可
sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}

下面说一下Semaphore类中比较重要的几个方法，首先是acquire()、release()方法：
public void acquire() throws InterruptedException { } //获取一个许可
public void acquire(int permits) throws InterruptedException { } //获取permits个许可
public void release() { } //释放一个许可
public void release(int permits) { } //释放permits个许可

acquire()用来获取一个许可，若无许可能够获得，则会一直等待，直到获得许可。
release()用来释放许可。注意，在释放许可之前，必须先获获得许可。
这4个方法都会被阻塞，如果想立即得到执行结果，可以使用下面几个方法：

public boolean tryAcquire() { }; //尝试获取一个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //尝试获取一个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits) { }; //尝试获取permits个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //尝试获取permits个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false

另外还可以通过availablePermits()方法得到可用的许可数目。

package com.ky.kafka;

import java.util.concurrent.Semaphore;

/**

假若一个工厂有5台机器，但是有8个工人，一台机器同时只能被一个工人使用，只有使用完了，其他工人才能继续使用。那么我们就可以通过Semaphore来实现：
<p>

Semaphore可以控同时访问的线程个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。
*/
public class semaphore {

public static void main(String[] args) {
int n = 8;//工人8个
final Semaphore semaphore = new Semaphore(5);//机器5个
for (int i = 0; i < n; i++) { //8条线程
new Worker(semaphore).start();
}

}

static class Worker extends Thread {
private Semaphore semaphore;

 public Worker(Semaphore semaphore) {
     this.semaphore = semaphore;
 }

 @Override
 public void run() {
     try {
         semaphore.acquire();//获取一个许可
         System.out.println("工人占用一个机器在生产...");
         Thread.sleep(2000);
         System.out.println("工人释放出机器");
         semaphore.release();//使用完毕释放许可
         System.out.println(semaphore.availablePermits());//可用的许可数
     } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
     }
 }

}
}

4，对上面三个辅助类进行一个总结：
1）CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不同：

CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个其他线程执行完任务之后，它才执行；

而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行；

另外，CountDownLatch是不能够重用的，而CyclicBarrier是可以重用的。

2）Semaphore其实和锁有点类似，它一般用于控制对某组资源的访问权限。

java并发包3个实用的并发线程辅助类

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