JUC学习笔记--JUC中并发工具类

JUC中并发工具类

CountDownLatch

CountDownLatch是我目前使用比较多的类，CountDownLatch初始化时会给定一个计数，然后每次调用countDown() 计数减1，
当计数未到达0之前调用await() 方法会阻塞直到计数减到0；

使用场景：多用于划分任务由多个线程执行，例如：最近写个豆瓣爬虫，需要爬取每个电影的前五页短评，可以划分成五个线程来处理数据。通过latch.await()保证全部完成再返回。

 public void latch() throws InterruptedException {
        int count= 5;
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count);
        for (int x=0;x<count;x++){
            new Worker(x*20,latch).start();
        }
        latch.await();
        System.out.println("全部执行完毕");
    }
    class Worker extends Thread{
        Integer start;
        CountDownLatch latch;
        public Worker(Integer start,CountDownLatch latch){
            this.start=start;
            this.latch=latch;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println(start+" 已执行");
            latch.countDown();
        }
    }

/*
  20 已执行
  0 已执行
  40 已执行
  60 已执行
  80 已执行
  全部执行完毕
*/

CyclicBarrier

它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)也就是阻塞在调用cyclicBarrier.await()的地方。

看上去CyclicBarrier 跟CountDownLatch 功能上类似，在官方doc上CountDownLatch的描述上就说明了，CountDownLatch 的计数无法被重置，
如果需要重置计数，请考虑使用CyclicBarrier。

CyclicBarrier初始时还可添加一个Runnable的参数， 此Runnable在CyclicBarrier的数目达到后，所有其它线程被唤醒前被最后一个进入 CyclicBarrier 的线程执行

使用场景：类似CyclicBarrier，但是 CyclicBarrier提供了几个countdownlatch 没有的方法以应付更复杂的场景，例如：
getNumberWaiting() 获取阻塞线程数量，
isBroken() 用来知道阻塞的线程是否被中断等方法。
reset() 将屏障重置为其初始状态。如果所有参与者目前都在屏障处等待，则它们将返回，同时抛出一个 BrokenBarrierException。

  public void latch() throws InterruptedException {
        int count = 5;
        CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(count, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("全部执行完毕");
            }
        });
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(count);
        while (true){
            for (int x=0;x<count;x++){
                executorService.execute(new Worker(x,cb));
            }
        }
    }

    class Worker extends Thread {
        Integer start;
        CyclicBarrier cyclicBarrier;

        public Worker(Integer start, CyclicBarrier cyclicBarrier) {
            this.start = start;
            this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println(start + " 已执行");
            try {
                cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
/*
0 已执行
3 已执行
4 已执行
2 已执行
1 已执行
全部执行完毕
0 已执行
1 已执行
2 已执行
3 已执行
4 已执行
全部执行完毕
.....
*/

Semaphore

Semaphore 信号量维护了一个许可集,每次使用时执行acquire()从Semaphore获取许可，如果没有则会阻塞，每次使用完执行release()释放许可。

使用场景：Semaphore对用于对资源的控制，比如数据连接有限，使用Semaphore限制访问数据库的线程数。

    public void latch() throws InterruptedException, IOException {
        int count = 5;
        Semaphore semaphore = new Semaphore(1);
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(count);
            for (int x=0;x<count;x++){
                executorService.execute(new Worker(x,semaphore));
            }
        System.in.read();
    }

    class Worker extends Thread {
        Integer start;
        Semaphore semaphore;

        public Worker(Integer start, Semaphore semaphore) {
            this.start = start;
            this.semaphore = semaphore;
        }

        @Override
        public void run() throws IllegalArgumentException {
            try {
                System.out.println(start + " 准备执行");
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                semaphore.acquire();
                System.out.println(start + " 已经执行");
                semaphore.release();
                System.out.println(start + " 已经释放");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

/*
0 准备执行
2 准备执行
1 准备执行
3 准备执行
4 准备执行
2 已经执行
2 已经释放
4 已经执行
4 已经释放
1 已经执行
1 已经释放
0 已经执行
0 已经释放
3 已经执行
3 已经释放
*/

Exchanger

Exchanger 用于两个线程间的数据交换，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。

使用场景： 两个线程相互等待处理结果并进行数据传递。

    public void latch() throws InterruptedException, IOException {
        int count = 5;
        Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(count);
            for (int x=0;x<count;x++){
                executorService.execute(new Worker(x,exchanger));
            }
        System.in.read();
    }

    class Worker extends Thread {
        Integer start;
        Exchanger<String>  exchanger;

        public Worker(Integer start, Exchanger<String> exchanger) {
            this.start = start;
            this.exchanger = exchanger;
        }

        @Override
        public void run() throws IllegalArgumentException {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 准备执行");
                TimeUnit.SECONDS.sleep(start);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 等待交换");
                String value = exchanger.exchange(Thread.currentThread().getName());
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 交换得到数据为："+value);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

/*
pool-1-thread-1 准备执行
pool-1-thread-1 等待交换
pool-1-thread-3 准备执行
pool-1-thread-2 准备执行
pool-1-thread-5 准备执行
pool-1-thread-4 准备执行
pool-1-thread-2 等待交换
pool-1-thread-1 交换得到数据为：pool-1-thread-2
pool-1-thread-2 交换得到数据为：pool-1-thread-1
pool-1-thread-3 等待交换
pool-1-thread-4 等待交换
pool-1-thread-4 交换得到数据为：pool-1-thread-3
pool-1-thread-3 交换得到数据为：pool-1-thread-4
pool-1-thread-5 等待交换
*/

Exchanger必须成对出现，否则会像上面代码执行结果那样，pool-1-thread-5一直阻塞等待与其交换数据的线程，为了避免这一现象，可以使用exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)设置最大等待时长