CyclicBarrier、CountDownLatch、Semaphore 同步器的用法

一、CountDownLatch(线程计数器 )

  CountDownLatch 类位于 java.util.concurrent 包下,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。
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
new Thread(){public void run() {
    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();
};}.start();
new Thread(){ public void run() {
    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();
};}.start();
System.out.println("等待 2 个子线程执行完毕...");
latch.await();
System.out.println("2 个子线程已经执行完毕");
System.out.println("继续执行主线程");

二、CyclicBarrier(回环栅栏-等待至 barrier 状态再全部同时执行)

  字面意思回环栅栏,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 中最重要的方法就是 await 方法,它有 2 个重载版本:
1. public int await():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;
2. public int await(long timeout, TimeUnit unit):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。
具体使用如下,另外 CyclicBarrier 是可以重用的。
public static void main(String[] args) {
     int N = 4;
     CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
     for(int i=0;i<N;i++)
         new Writer(barrier).start();
     }
}
     static class Writer extends Thread{
         private CyclicBarrier cyclicBarrier;
         public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
             this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
         }
         @Override
         public void run() {
             try {
                 Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟线程需要预定写入数据操作
                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();
             } 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,比如数据操作");
         }
     }

三、Semaphore(信号量-控制同时访问的线程个数)

  Semaphore 翻译成字面意思为 信号量,Semaphore 可以控制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。
Semaphore 类中比较重要的几个方法:
1. public void 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。
2. public void acquire(int permits):获取 permits 个许可
3. public void release() { } :释放许可。注意,在释放许可之前,必须先获得许可。
4. public void release(int permits) { }:释放 permits 个许可
 
上面 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
1. 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
2. public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit):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
3. 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
4. public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit): 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
5. 还可以通过 availablePermits()方法得到可用的许可数目。
 
例子: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:
int N = 8; //工人数
Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //机器数目
for(int i=0;i<N;i++){
   new Worker(i,semaphore).start();
}
static class Worker extends Thread{
    private int num;
    private Semaphore semaphore;
    public Worker(int num,Semaphore semaphore){
        this.num = num;
        this.semaphore = semaphore;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            semaphore.acquire();
            System.out.println("工人"+this.num+"占用一个机器在生产...");
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("工人"+this.num+"释放出机器");
            semaphore.release();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
    }
}

  

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。

原文地址:https://www.cnblogs.com/firecode7/p/13504647.html