Java高并发程序设计笔记6之JDK同步控制

时间：2021-04-15 23:49:27

CountDownLatch

倒数计时器一种典型的场景就是火箭发射。在火箭发射前，为了保证万无一失，往往还要进行各项设备、仪器的检查。 只有等所有检查完毕后，引擎才能点火。这种场景就非常适合使用CountDownLatch。它可以使得点火线程，等待所有检查线程全部完工后，再执行
主要接口 
static final CountDownLatch end = new CountDownLatch(10); 
end.countDown(); 
end.await();
Java高并发程序设计笔记6之JDK同步控制
一个简单的例子： 
package com.cosmistar.jk;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * Created by Administrator on 2016/11/20.
 */
public class CountDownLatchDemo implements Runnable{
    static final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);
    static final CountDownLatchDemo t = new CountDownLatchDemo();
    @Override
    public void run() {
        try{
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("complete");
            countDownLatch.countDown();
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException
    {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executorService.execute(t);
        }
        countDownLatch.await();
        System.out.println("end");
        executorService.shutdown();
    }
}
主线程必须等待10个线程全部执行完才会输出"end"

CyclicBarrier

循环栅栏 Cyclic意为循环，也就是说这个计数器可以反复使用。比如，假设我们将计数器设置为10。那么凑齐第一批10个线程后，计数器就会归零，然后接着凑齐下一批10个线程
主要接口
//barrierAction就是当计数器一次计数完成后，系统会执行的动作
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) 
await()
Java高并发程序设计笔记6之JDK同步控制
下面举个例子： 
package com.cosmistar.jk;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

/**
 * Created by Administrator on 2016/11/20.
 */
public class CyclicBarrierDemo implements Runnable{
    private String soldier;
    private final CyclicBarrier cyclic;

    public CyclicBarrierDemo(String soldier, CyclicBarrier cyclic) {
        this.soldier = soldier;
        this.cyclic = cyclic;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            //等待所有士兵到齐
            cyclic.await();
            dowork();
            //等待所有士兵完成工作
            cyclic.await();
        }catch (Exception e){
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }

    private void dowork()
    {
        // TODO Auto-generated method stub
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
        System.out.println(soldier + ": done");
    }

    public static class BarrierRun implements Runnable
    {

        boolean flag;
        int n;

        public BarrierRun(boolean flag, int n)
        {
            super();
            this.flag = flag;
            this.n = n;
        }

        @Override
        public void run()
        {
            if (flag)
            {
                System.out.println(n + "个任务完成");
            }
            else
            {
                System.out.println(n + "个集合完成");
                flag = true;
            }

        }
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        final int n = 10;
        Thread[] threads = new Thread[n];
        boolean flag = false;
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(n, new BarrierRun(flag, n));
        System.out.println("集合");
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            System.out.println(i + "报道");
            threads[i] = new Thread(new CyclicBarrierDemo("士兵" + i, barrier));
            threads[i].start();
        }
    }
}

LockSupport

提供线程阻塞原语 
主要接口 
LockSupport.park(); 
LockSupport.unpark(t1);
与suspend()比较 不容易引起线程冻结
中断响应:能够响应中断，但不抛出异常 
中断响应的结果是，park()函数的返回，可以从Thread.interrupted()得到中断标志
LockSupport的思想呢，和 Semaphore有点相似，内部有一个许可，park的时候拿掉这个许可，unpark的时候申请这个许可。所以如果unpark在park之前，是不会发生线程冻结的。
下面的代码是多线程基础中suspend示例代码，在使用suspend时会发生死锁。 
package com.cosmistar.jk;

import java.util.concurrent.locks.LockSupport;

/**
 * Created by Administrator on 2016/11/20.
 */
public class LockSupportDemo {
    static Object u = new Object();
    static TestSuspendThread t1 = new TestSuspendThread("t1");
    static TestSuspendThread t2 = new TestSuspendThread("t2");

    public static class TestSuspendThread extends Thread
    {
        public TestSuspendThread(String name)
        {
            setName(name);
        }

        @Override
        public void run()
        {
            synchronized (u)
            {
                System.out.println("in " + getName());
                Thread.currentThread().suspend();
                //LockSupport.park();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException
    {
        t1.start();
        Thread.sleep(100);
        t2.start();
        t1.resume();
        t2.resume();
        //LockSupport.unpark(t1);
        //LockSupport.unpark(t2);
        t1.join();
        t2.join();
    }
}
而使用 LockSupport则不会发生死锁。
另外park()能够响应中断，但不抛出异常。中断响应的结果是，park()函数的返回，可以从Thread.interrupted()得到中断标志。
在JDK当中有大量地方使用到了park，当然LockSupport的实现也是使用unsafe.park()来实现的。 
public static void park() {
        unsafe.park(false, 0L);
    }

ReentrantLock 的实现

下面来介绍下ReentrantLock的实现，ReentrantLock的实现主要由3部分组成：
CAS状态
等待队列
.park() 
//ReentrantLock的父类中会有一个state变量来表示同步的状态
** * The synchronization state. */ private volatile int state;//通过CAS操作来设置state来获取锁，如果设置成了1，则将锁的持有者给当前线程final void lock() {  if (compareAndSetState(0, 1))  setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());  else  acquire(1); }//如果拿锁不成功，则会做一个申请public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) &&  acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))  selfInterrupt(); }//首先，再去申请下试试看tryAcquire，因为此时可能另一个线程已经释放了锁。//如果还是没有申请到锁，就addWaiter，意思是把自己加到等待队列中去private Node addWaiter(Node mode) { Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure Node pred = tail; if (pred != null) {  node.prev = pred;  if (compareAndSetTail(pred, node)) {  pred.next = node;  return node;  } } enq(node); return node; }//其间还会有多次尝试去申请锁，如果还是申请不到，就会被挂起private final boolean parkAndCheckInterrupt() { LockSupport.park(this); return Thread.interrupted(); }//同理，如果在unlock操作中，就是释放了锁，然后unpark，这里就不具体讲了。
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