在 java.util.concurrent 包中提供了 4 个有用的并发工具类
CountDownLatch 允许一个或多个线程等待其他线程完成操作，课题点 Thread 类的 join() 方法
CyclicBarrier 可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的场景
Semaphore 用来控制同时访问特定资源的线程数量，通过协调各个线程，以保证合理的使用公共资源
Exchanger 提供了在线程间交换数据的一种手段，它提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据
等待多线程完成的 CountDownLatch
第一种方式是使用 Thread 类的 join() 方法，该方法让当前执行线程等待 join 线程执行结束。
package concurrency;
public class JoinCountDownLatchTest {
public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
Thread parser1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("I am from the parser1");
}
});
Thread parser2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("I am from the parser2");
}
});
parser1.start();
parser2.start();
parser1.join(); // 当前线程等待 parser1 线程执行完毕
parser2.join(); // 当前线程等待 parser2 线程执行完毕
System.out.println("I am from the main");
}
}
CountDownLatch 的构造函数接受一个 int 类型的参数作为计数器，当调用 countDown() 方法时，计数器的值会减1；CountDownLatch 的 await () 会阻塞当前线程，直到计数器变为0。
countDown() 方法可以用在任何地方，因此不仅可以等待多个线程，也可以等待一个线程中的多个执行步骤
计数器必须大于等于 0，只是等于 0 的时候，调用 await() 方法时不会阻塞当前线程。
一个线程调用 countDown() 方法 happens-before 另一个线程调用 await() 方法
package concurrency;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class CountDownLatchTest {
static CountDownLatch c = new CountDownLatch(2); // 设置计数器为 2
public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("1");
c.countDown(); // 计数器减 1
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("2");
c.countDown(); // 计数器减 1
}
}).start();
c.await(); // 阻塞当前线程，直到 count 变为 0
System.out.println("3");
}
}
同步屏障 CyclicBarrier
让一组线程到达一个屏障（或同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障是，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续运行。
CyclicBarrier 默认的构造方法是 CyclicBarrier(int parties)，其参数表示屏障拦截的线程数，每个线程调用 await() 方法告知其以到达屏障，然后改线程被阻塞，直到所有的线程都到达屏障后，屏障才会开门，然后线程们在继续运行。
CyclicBarrier 另一个构造方法是 CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，用于在线程到达屏障时，优先执行 barrierAction，方便处理复杂的业务场景
package concurrency;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class CyclicBarrierTest {
static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2);
public static void main(String [] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
c.await(); // 到达屏障 阻塞当前线程
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("1");
}
}).start();
try {
c.await(); // 到达屏障 阻塞当前线程
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("2");
}
}
package concurrency; import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier; public class CyclicBarrierTest2 {
static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2, new A()); // 屏障打开后，优先执行 new A() public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
c.await(); // 到达屏障 阻塞当前线程
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("1");
} }).start();
try {
Thread.sleep(1000);
c.await(); // 到达屏障 阻塞当前线程
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("2");
} static class A implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("3");
}
}
}
CyclicBarrier 可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的场景。例如，用一个 Excel 保存了用户所有银行流水，每个 sheet 保存一个账户近一年的每笔银行流水，现在需要统计用户的日均银行流水，先用多线程处理每个 sheet 里的银行流水，都执行完之后，得到每个 sheet 的日均银行流水，最后，再用 barrierAction 将这些线程的计算结果汇总得到整个 Excel 的日均银行流水。
package concurrency; import java.util.Map.Entry;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors; public class BankWaterService implements Runnable {
private CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(4, this); // 创建 4 个屏障，处理完之后运行当前类的 run 方法
private Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(4); // 创建一个包含 4 个线程的线程池
private ConcurrentHashMap<String, Integer> sheetBankWaterCount = new ConcurrentHashMap<>(); private void count() {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
executor.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
sheetBankWaterCount.put(Thread.currentThread().getName(), 1);
try {
Thread.sleep(1000);
c.await(); // 插入屏障
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
});
}
} @Override
public void run() {
int result = 0;
for (Entry<String, Integer> sheet : sheetBankWaterCount.entrySet()) {
result += sheet.getValue();
}
sheetBankWaterCount.put("result", result);
System.out.println(result);
} public static void main(String [] args) {
BankWaterService bankWaterService = new BankWaterService();
bankWaterService.count();
}
}
控制并发数的 Semaphore
用于做流量控制，特别是公共资源有限的场景，如数据库连接。
Semaphore 的构造方法 Semaphore(int permits) 接受一个整数，表示可用的许可证数量，即最大并发数
package concurrency; import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore; public class SemaphoreTest {
private static final int THREAD_COUNT = 30;
private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);
private static Semaphore s = new Semaphore(10); // 最大并发数是 10 public static void main(String [] args) {
for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) { // 虽然有30个线程，但最多只有10个并发执行
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
s.acquire(); // 获取一个许可
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
Thread.sleep(1000);
s.release(); // 释放一个许可
} catch (InterruptedException e) {
}
}
});
}
threadPool.shutdown();
}
}
线程间交换数据的 Exchanger
用于进行线程间的数据交换，他提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过 exchange() 方法交换数据，如果第一个线程先执行 exchange() 方法，它会一直等待第二个线程也执行 exchange() 方法，当两个线程都到达同步点时，这两个线程就可以交换数据，将本线程产生出来的数据传递给对方。
package concurrency; import java.util.concurrent.Exchanger;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors; public class ExchangerTest {
private static final Exchanger<String> EXCHANGER = new Exchanger<>();
private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
public static void main(String [] args) {
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
String A = "银行流水A";
System.out.println("A录入的是： " + A);
A = EXCHANGER.exchange(A); // 将对象 A 传递到另一个线程，并接受的另一个线程传递过来的值。
System.out.println("A录入的是： " + A);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
});
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
String B = "银行流水B";
System.out.println("B录入的是： " + B);
B = EXCHANGER.exchange(B);
System.out.println("B录入的是： " + B);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
});
threadPool.shutdown();
}
}
