Java——多线程高并发系列之JUC三大辅助类(CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore)

简介: Java——多线程高并发系列之JUC三大辅助类(CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore)

写在前面


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

1.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

场景:5个同学陆续离开教室之后,班长才可以锁门

package test.sub;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
/**
 * CountDownLatch
 */
public class CountDownLatchDemo {
    //5个同学陆续离开教室之后,班长才可以锁门
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //创建CountDownLatch对象,设置初始值
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);
        //5个同学陆续离开教室
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "号同学已经离开了教室....");
                //计数-1
                countDownLatch.countDown();
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        //如果还有同学没有离开教室,则进行等待;全部离开,则继续向下执行
        countDownLatch.await();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 班长最后锁门....");
    }
}


2.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。


场景: 集齐 7 颗龙珠就可以召唤神龙

package test.sub;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
/**
 *
 */
public class CyclicBarrierDemo {
    //创建固定值
    private static final int NUMBER = 7;
    public static void main(String[] args) {
        //创建CyclicBarrier对象
        CyclicBarrier cyclicBarrier =
                new CyclicBarrier(NUMBER,() -> {
                    System.out.println("*****集齐7颗龙珠就可以召唤神龙");
                });
        //集齐七颗龙珠过程
        for (int i = 1; i <= 7; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 星龙被收集到了");
                    //等待
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}


3.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。


场景: 6 辆汽车抢占 3 个停车位。

package test.sub;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 6辆汽车,停3个车位
 */
public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Semaphore,设置许可数量(停车位)
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        //模拟6辆汽车
        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    //抢占车位
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 号汽车抢到了车位....");
                    //设置随机停车时间
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(5));
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 号汽车 ------ 离开了车位....");
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    //释放车位
                    semaphore.release();
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

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