在java 1.5中,提供了一些非常有用的辅助类来帮助我们进行并发编程,比如CountDownLatch,CyclicBarrier和Semaphore,今天我们就学习一下这三个辅助类的用法。
以下是本文目录大纲:
一、CountDownLatch用法
二、CyclicBarrier用法
三、Semaphore用法
一.CountDownLatch用法
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。
CountDownLatch类只提供了一个构造器:
public CountDownLatch(int count){ };//参数count为计数值
然后下面这3个方法是CountDownLatch类中最重要的方法:
-
public void await() thows InterruptedException{ }; //调用await()方法的线程会被挂起,它会等待直到count为0时才继续执行
-
public boolean await( long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException{ }; //和await()类似,只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行
-
public void countDown(){ }; //将count值间1
下面看一个例子大家就清楚CountDownLatch的用法了:
-
package code;
-
import java.util.*;
-
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
-
-
public class tesy{
-
-
public static void main(String[] args){
-
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
-
-
new Thread(){
-
public void run(){
-
try{
-
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();
-
}catch(InterruptedException e){
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
}.start();
-
-
new Thread(){
-
public void run(){
-
try{
-
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();
-
}catch(InterruptedException e){
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
}.start();
-
-
try{
-
System.out.println("等待2个子线程执行完毕...");
-
latch.await();
-
System.out.println("2个线程已经执行完毕");
-
System.out.println("继续执行主线程");
-
}catch(InterruptedException e){
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
}
执行结果:
二、CyclicBarrier用法
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类位于java.util.concurrent包下,CyclicBarrier提供构造器:
-
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction){ }
-
public CyclicBarrier(int parties){ }
参数parties指让多少个线程或者任务等待至barrier状态;参数barrierAction为当这些线程都达到barrier状态时会执行的内容。然后CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法,它有2个重载版本:
-
public int await() throws InterruptedException,BrokenBarrierException{ };
-
public int await(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException{ };
第一个版本比较常用,用来挂起当前线程,直至所有线程都到达brrier状态再同时执行后续任务;
第二个版本是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。
下面举几个例子就明白了:
假若有若干个线程都要进行写数据操作,并且只有所有线程都完成写数据操作之后,这些线程才能继续做后面的事情,此时就可以利用CyclicBarrier了:
-
package code;
-
import java.util.*;
-
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
-
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
-
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
-
-
public class tesy{
-
-
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;
-
}
-
-
public void run(){
-
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
-
try{
-
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
-
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...");
-
}
-
}
-
}
执行结果:
从上面输出结果可以看出,每个写入线程执行完写数据操作之后,就在等待其他线程写入操作完毕。
当所有线程写入操作完毕之后,所有线程就继续进行后续的操作了。
如果说想出所有线程写入操作完之后,进行额外的进行其他操作可以为CyclicBarrier提供Runnable参数:
-
package code;
-
import java.util.*;
-
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
-
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
-
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
-
-
public class tesy{
-
-
public static void main(String[] args){
-
int N = 4;
-
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N,new Runnable(){
-
public void run(){
-
System.out.println("当前线程"+Thread.currentThread().getName());
-
}
-
});
-
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;
-
}
-
-
public void run(){
-
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
-
try{
-
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
-
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...");
-
}
-
}
-
}
运行结果:
另外CyclicBarrier是可以重用的,看下面这个例子:
-
package code;
-
import java.util.*;
-
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
-
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
-
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
-
-
public class tesy{
-
-
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();
-
-
try {
-
Thread.sleep(25000);
-
} catch (InterruptedException e) {
-
// TODO Auto-generated catch block
-
e.printStackTrace();
-
}
-
System.out.println("CyclicBarrier重用");
-
-
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;
-
}
-
-
public void run(){
-
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
-
try{
-
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
-
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...");
-
}
-
}
-
}
执行结果:
从执行结果可以看出,在初次的4个线程越过barrier状态后,又可以用来进行新一轮的使用。而CountDownLatch无法进行重复使用。
三、Semaphore用法
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类位于java.util.concurrent包下,它提供了2个构造器:
-
public Semaphore(int permits){ //参数permits表示许可数目,即同时可以允许多少线程进行访问
-
sync = new NonfairSync(permits);
-
}
-
public Semaphore(int permits,boolean fair){ //这个多了一个参数fair表示是否是公平的,即等待时间越久的越先获取许可
-
sync = (fair)?new FairSync(permits):new NonfairSync(permits);
-
}
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。
release()用来释放许可。注意,在释放许可之前,必须先获得许可。
这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 :
-
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
-
public boolean tryAcquire(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException{ }; //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,否则立即返回false
-
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
-
public boolean tryAcquire(int permits,long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException{ }; //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,否则立即返回false
另外还可以通过availablePermits()方法得到可用的许可数目。
下面通过一个例子来看一下Semaphore的具体使用:
假若一个工厂有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:
-
package code;
-
import java.util.concurrent.Semaphore;
-
-
public class tesy{
-
-
public static void main(String[] args){
-
int N = 8;
-
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 i;
-
private Semaphore semaphore;
-
public Worker(int i,Semaphore semaphore){
-
this.i = i;
-
this.semaphore = semaphore;
-
}
-
public void run(){
-
try{
-
semaphore.acquire();
-
System.out.println("工人"+this.i+"占用一个机器");
-
Thread.sleep(1000);
-
System.out.println("工人"+this.i+"释放出机器");
-
semaphore.release();
-
}catch(Exception e){
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
}
-
}
执行结果:
下面对上面说的三个辅助类进行一个总结:
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。
CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore的区别
前言:今天在学习AIO的时候,突然碰到了CountDownLatch类的使用,以前没有使用过,所以在这里转载一篇网上看到的写的好的文章。
原文地址:http://www.importnew.com/21889.html
在java 1.5中,提供了一些非常有用的辅助类来帮助我们进行并发编程,比如CountDownLatch,CyclicBarrier和Semaphore,今天我们就学习一下这三个辅助类的用法。
以下是本文目录大纲:
一、CountDownLatch用法
二、CyclicBarrier用法
三、Semaphore用法
一.CountDownLatch用法
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。
CountDownLatch类只提供了一个构造器:
public CountDownLatch(int count){ };//参数count为计数值
然后下面这3个方法是CountDownLatch类中最重要的方法:
-
public void await() thows InterruptedException{ }; //调用await()方法的线程会被挂起,它会等待直到count为0时才继续执行
-
public boolean await( long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException{ }; //和await()类似,只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行
-
public void countDown(){ }; //将count值间1
下面看一个例子大家就清楚CountDownLatch的用法了:
-
package code;
-
import java.util.*;
-
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
-
-
public class tesy{
-
-
public static void main(String[] args){
-
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
-
-
new Thread(){
-
public void run(){
-
try{
-
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();
-
}catch(InterruptedException e){
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
}.start();
-
-
new Thread(){
-
public void run(){
-
try{
-
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();
-
}catch(InterruptedException e){
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
}.start();
-
-
try{
-
System.out.println("等待2个子线程执行完毕...");
-
latch.await();
-
System.out.println("2个线程已经执行完毕");
-
System.out.println("继续执行主线程");
-
}catch(InterruptedException e){
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
}
执行结果:
二、CyclicBarrier用法
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类位于java.util.concurrent包下,CyclicBarrier提供构造器:
-
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction){ }
-
public CyclicBarrier(int parties){ }
参数parties指让多少个线程或者任务等待至barrier状态;参数barrierAction为当这些线程都达到barrier状态时会执行的内容。然后CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法,它有2个重载版本:
-
public int await() throws InterruptedException,BrokenBarrierException{ };
-
public int await(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException{ };
第一个版本比较常用,用来挂起当前线程,直至所有线程都到达brrier状态再同时执行后续任务;
第二个版本是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。
下面举几个例子就明白了:
假若有若干个线程都要进行写数据操作,并且只有所有线程都完成写数据操作之后,这些线程才能继续做后面的事情,此时就可以利用CyclicBarrier了:
-
package code;
-
import java.util.*;
-
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
-
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
-
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
-
-
public class tesy{
-
-
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;
-
}
-
-
public void run(){
-
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
-
try{
-
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
-
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...");
-
}
-
}
-
}
执行结果:
从上面输出结果可以看出,每个写入线程执行完写数据操作之后,就在等待其他线程写入操作完毕。
当所有线程写入操作完毕之后,所有线程就继续进行后续的操作了。
如果说想出所有线程写入操作完之后,进行额外的进行其他操作可以为CyclicBarrier提供Runnable参数:
-
package code;
-
import java.util.*;
-
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
-
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
-
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
-
-
public class tesy{
-
-
public static void main(String[] args){
-
int N = 4;
-
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N,new Runnable(){
-
public void run(){
-
System.out.println("当前线程"+Thread.currentThread().getName());
-
}
-
});
-
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;
-
}
-
-
public void run(){
-
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
-
try{
-
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
-
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...");
-
}
-
}
-
}
运行结果:
另外CyclicBarrier是可以重用的,看下面这个例子:
-
package code;
-
import java.util.*;
-
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
-
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
-
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
-
-
public class tesy{
-
-
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();
-
-
try {
-
Thread.sleep(25000);
-
} catch (InterruptedException e) {
-
// TODO Auto-generated catch block
-
e.printStackTrace();
-
}
-
System.out.println("CyclicBarrier重用");
-
-
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;
-
}
-
-
public void run(){
-
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
-
try{
-
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
-
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...");
-
}
-
}
-
}
执行结果:
从执行结果可以看出,在初次的4个线程越过barrier状态后,又可以用来进行新一轮的使用。而CountDownLatch无法进行重复使用。
三、Semaphore用法
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类位于java.util.concurrent包下,它提供了2个构造器:
-
public Semaphore(int permits){ //参数permits表示许可数目,即同时可以允许多少线程进行访问
-
sync = new NonfairSync(permits);
-
}
-
public Semaphore(int permits,boolean fair){ //这个多了一个参数fair表示是否是公平的,即等待时间越久的越先获取许可
-
sync = (fair)?new FairSync(permits):new NonfairSync(permits);
-
}
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。
release()用来释放许可。注意,在释放许可之前,必须先获得许可。
这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 :
-
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
-
public boolean tryAcquire(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException{ }; //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,否则立即返回false
-
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
-
public boolean tryAcquire(int permits,long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException{ }; //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,否则立即返回false
另外还可以通过availablePermits()方法得到可用的许可数目。
下面通过一个例子来看一下Semaphore的具体使用:
假若一个工厂有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:
-
package code;
-
import java.util.concurrent.Semaphore;
-
-
public class tesy{
-
-
public static void main(String[] args){
-
int N = 8;
-
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 i;
-
private Semaphore semaphore;
-
public Worker(int i,Semaphore semaphore){
-
this.i = i;
-
this.semaphore = semaphore;
-
}
-
public void run(){
-
try{
-
semaphore.acquire();
-
System.out.println("工人"+this.i+"占用一个机器");
-
Thread.sleep(1000);
-
System.out.println("工人"+this.i+"释放出机器");
-
semaphore.release();
-
}catch(Exception e){
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
}
-
}
执行结果:
下面对上面说的三个辅助类进行一个总结:
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。