概述
第1部分 闭锁
闭锁是一种同步工具类，可以延迟线程的进度直到其到达终止状态。闭锁的作用相当于一扇门：在闭锁到达结束状态之前，这扇门一直是关闭的，并且没有任何线程能通过，当到达结束状态时，这扇门会打开并允许所有的线程通过。当闭锁到达结束状态后，将不会再改变状态，因此这扇门将永远保持打开状态。闭锁可以用来确保某些活动直到其他活动都完成后才继续执行。例如：
- 确保某个计算在其需要的所有资源都被初始化之后才继续执行。
- 确保某个服务在其依赖的所有其他服务都已经启动之后才启动。
- 等待直到某个操作的所有参与者都就绪再继续执行。
CountDownLatch是一种灵活的闭锁实现，可以再上述各种情况中使用，它可以使一个或多个线程等待一组事件发生。闭锁状态包括一个计数器，该计数器被初始化为一个正数，表示需要等待的事件数量。countDown方法递减计数器，表示有一个事件已经发生了，而await方法等待计数器达到0，这表示所有需要等待的事件都已经发生。如果计数器的值非零，那么await会一直阻塞直到计数器为零，或者等待中的线程中断，或者等待超时。
下面程序TestHarness中给出了闭锁的两种常见用法。TestHarness创建一定数量的线程，利用它们并发地执行指定的任务。它使用两个闭锁，分别表示“起始门”和“结束门”。起始门计数器的初始值为1，而结束门计数器的初始值为工作线程的数量。每个工作线程首先要做到就是在启动门上等待，从而确保所有线程都就绪后才开始执行。而每个线程要做的最后一个事情是将调用结束门的countDown方法减1 ，这能使主线程高效低等待直到所有工作线程都执行完毕，因此可以统计所消耗的时间。
package com.concurrency.BasicBuildingBlocks_5; import java.util.concurrent.CountDownLatch; /**
* 5.11 在计时测试中使用CountDownLatch来启动和停止线程（闭锁）
*
* @ClassName: TestHarness
* TODO
* @author Xingle
* @date 2014-9-4 下午2:56:29
*/
public class TestHarness { int nThreads ;
Runnable task;
public TestHarness(int nThreads,Runnable task){
this.nThreads = nThreads;
this.task = task;
}
public long timeTask(){ //起始门
final CountDownLatch startGate = new CountDownLatch(1);
//结束门
final CountDownLatch endGate = new CountDownLatch(nThreads);
for(int i = 0;i<nThreads;i++){
Thread thread = new Thread(){
public void run(){
//每个线程在启动门上等待，确保所有线程都就绪后才开始
try {
startGate.await();//等待计数器达到0
try{
task.run();
}finally{
//每个线程结束后，调用countDown递减计数器，表示一个事件发生
endGate.countDown();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} }
};
thread.start();
}
long start = System.nanoTime();
//启动门发生
startGate.countDown();
try {
//等待结束门的线程都结束
endGate.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
long end = System.nanoTime();
return end - start;
}
}
测试程序：
package com.concurrency.BasicBuildingBlocks_5; /**
*
* @ClassName: TestHarnessMain
* TODO
* @author Xingle
* @date 2014-9-4 下午3:27:18
*/
public class TestHarnessMain { public static void main(String[] args){
Runnable task = new Runnable() { @Override
public void run() {
System.out.println("执行任务，我是线程："+Thread.currentThread().getName());
}
};
int count = 10;
TestHarness testHarness = new TestHarness(count, task );
long time = testHarness.timeTask();
System.out.println("闭锁 测试结果 执行"+count+"个线程"+" 一共用时："+time);
}
}
执行结果：
第2部分 栅栏
上面已经看到通过闭锁来启动一组相关的操作，或者等待一组相关的操作结束。闭锁是一次性对象，一旦进入终止状态，就不能被重置。
栅栏（Barrier）类似于闭锁，它能阻塞一组线程直到某个事件发生。栅栏与闭锁的关键区别在于，所有线程必须同时到达栅栏位置，才能继续执行。闭锁用于等待事件，而栅栏用于等待其他线程。（栅栏则是所有线程相互等待，直到所有线程都到达某一点时才打开栅栏，然后线程可以继续执行。）
CyclicBarrier 可以使一定数量的参与方反复地在栅栏位置汇集，它在并行迭代算法中非常有用。CyclicBarrier支持一个可选的 Runnable 参数，当线程通过栅栏时，runnable对象将被调用。构造函数CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，当线程在CyclicBarrier对象上调用await()方法时，栅栏的计数器将增加1，当计数器为parties时，栅栏将打开。
package com.concurrency.BasicBuildingBlocks_5; import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier; /**
*
* @ClassName: Worker
* @author Xingle
* @date 2014-9-9 上午10:41:17
*/
public class Worker implements Runnable { final int id;
final CyclicBarrier barrier; public Worker(int id, CyclicBarrier barrier) {
this.id = id;
this.barrier = barrier;
} @Override
public void run() {
System.out.println(this.id + " start to run!");
try {
this.barrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
} } }
测试程序：
package com.concurrency.BasicBuildingBlocks_5; import java.util.concurrent.CyclicBarrier; /**
*
* @ClassName: Beer
* 有五个人参与跑步，规定五个人只要都跑到终点了，大家可以喝啤酒。但是，只要有一个人没到终点，就不能喝。 这里没有要求大家要同时起跑
* @author Xingle
* @date 2014-9-9 上午10:40:36
*/
public class Beer {
public static void main(String[] args){
final int count = 5;
final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(count, new Runnable() { @Override
public void run() {
System.out.println("drink beer!");
}
}); for (int i =0; i<count;i++){
new Thread(new Worker(i, barrier)).start();
}
} }
执行结果：
参考：
1.《并发编程实战》 5.5 同步工具类