JUC 中提供了三种常用的辅助类,通过这些辅助类可以很好的解决线程数量过 多时 Lock 锁的频繁操作。这三种辅助类为:
CountDownLatch: 减少计数
CyclicBarrier: 循环栅栏
Semaphore: 信号灯
减少计数 CountDownLatch
CountDownLatch 类可以设置一个计数器,然后通过 countDown 方法来进行 减 1 的操作,使用 await 方法等待计数器不大于 0,然后继续执行 await 方法 之后的语句。
• CountDownLatch 主要有两个方法,当一个或多个线程调用 await 方法时,这 些线程会阻塞
• 其它线程调用 countDown 方法会将计数器减 1(调用 countDown 方法的线程 不会阻塞)
• 当计数器的值变为 0 时,因 await 方法阻塞的线程会被唤醒,继续执行
构造办法
1. public CountDownLatch(int count) { 2. if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0"); 3. this.sync = new Sync(count); 4. }
构造使用给定计数初始化的。CountDownLatch
参数:count – 线程可以通过之前必须调用的次数countDownawait抛出:
如果 count 为负数IllegalArgumentException
代码实战
场景: 6 个同学陆续离开教室后值班同学才可以关门。
1. public class Demo3 { 2. public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 3. CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6); 4. for (int i = 1; i < 7; i++) { 5. new Thread(() -> { 6. if (Thread.currentThread().getName().equals("同学6")) { 7. try { 8. Thread.sleep(20); 9. } catch (InterruptedException e) { 10. e.printStackTrace(); 11. } 12. } 13. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "离开教室"); 14. countDownLatch.countDown(); 15. }, "同学" + i).start(); 16. } 17. System.out.println("班长等待"); 18. countDownLatch.await(); 19. System.out.println("班长关门"); 20. } 21. }
循环栅栏 CyclicBarrier
CyclicBarrier 看英文单词可以看出大概就是循环阻塞的意思,在使用中 CyclicBarrier 的构造方法第一个参数是目标障碍数,每次执行 CyclicBarrier 一 次障碍数会加一,如果达到了目标障碍数,才会执行 cyclicBarrier.await()之后 的语句。可以将 CyclicBarrier 理解为加 1 操作
构造器
1. public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) { 2. if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException(); 3. this.parties = parties; 4. this.count = parties; 5. this.barrierCommand = barrierAction; 6. }
创建一个新的 CyclicBarrier ,当给定数量的参与方(线程)正在等待它时跳闸,当屏障被触发时,它将执行给定的屏障操作,由进入屏障的最后一个线程执行。
参数:
parties方 – 在障碍被触发之前必须调用 await 的线程数
barrierAction – 当屏障被跳闸或 null 没有操作时要执行的命令(Runnable接口)
如果 parties 小于 1则抛出:IllegalArgumentException 异常
代码实战
场景: 集齐 7 颗龙珠就可以召唤神龙
1. public class Demo3 { 2. private static final int Number=7; 3. public static void main(String[] args) { 4. CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(Number,()->{ 5. System.out.println("集齐"+Number+"颗龙珠,召唤神龙"); 6. }); 7. for (int i = 1; i <= 7; i++) { 8. new Thread(() -> { 9. System.out.println("打败"+Thread.currentThread().getName()+"星龙"); 10. try { 11. cyclicBarrier.await(); 12. } catch (InterruptedException e) { 13. e.printStackTrace(); 14. } catch (BrokenBarrierException e) { 15. e.printStackTrace(); 16. } 17. }, i+"").start(); 18. } 19. } 20. }
信号灯 Semaphore
Semaphore 的构造方法中传入的第一个参数是最大信号量(可以看成最大线 程池),每个信号量初始化为一个最多只能分发一个许可证。使用 acquire 方 法获得许可证,release 方法释放许可
在线程池内创建线程并运行时,每个线程必须从信号量获取许可,从而保证可以使用该项。该线程结束后,线程返回到池中并将许可返回到该信号量,从而允许其他线程获取该项。注意,调用acquire() 时无法保持同步锁定,因为这会阻止线程返回到池中。信号量封装所需的同步,以限制对池的访问,这同维持该池本身一致性所需的同步是分开的。
构造办法
1. public Semaphore(int permits) { 2. sync = new NonfairSync(permits); 3. }
创建 Semaphore 具有给定数量的许可和不公平公平设置。
参数:
permits – 可用的许可证的初始数量。此值可能为负数,在这种情况下,必须先进行释放,然后才能授予任何收购。
1. public Semaphore(int permits, boolean fair) { 2. sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits); 3. }
创建具有给定数量的许可和给定公平性设置的 。Semaphore
参数:
permits – 可用的许可证的初始数量。此值可能为负数,在这种情况下,必须先进行释放,然后才能授予任何收购。
fair– true 如果此信号量将保证在争用中授予先进先出的许可证,否则 false
代码实战
场景: 抢车位, 6 部汽车 3 个停车位
1. public class Demo3 { 2. public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 3. //定义 3 个停车位 4. Semaphore semaphore = new Semaphore(3); 5. //模拟 6 辆汽车停车 6. for (int i = 1; i <= 6; i++) { 7. Thread.sleep(100); 8. //停车 9. new Thread(() ->{ 10. try { 11. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "找车位 ing"); 12. semaphore.acquire(); 13. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "汽车停车成功!"); 14. Thread.sleep(10000); 15. }catch (Exception e){ 16. e.printStackTrace(); 17. }finally { 18. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "溜了溜了"); 19. semaphore.release(); 20. } 21. }, "汽车" + i).start(); 22. } 23. } 24. }