并发与高并发（六）-并发模拟代码

一、CountDownLatch（计数器）

1.背景：

　　(1)countDownLatch是在java1.5被引入，跟它一起被引入的工具类还有CyclicBarrier、Semaphore、concurrentHashMap和BlockingQueue。

　　(2)存在于java.util.cucurrent包下。

2.概念

　　(1)countDownLatch这个类使一个线程等待其他线程各自执行完毕后再执行。

　　(2)是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值是线程的数量。每当一个线程执行完毕后，计数器的值就-1，当计数器的值为0时，表示所有线程都执行完毕，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复工作了。

3.源码

　　(1)countDownLatch类中只提供了一个构造器：

//参数count为计数值
public CountDownLatch(int count) {  };  

　　(2)类中有三个方法是最重要的：

//调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行
public void await() 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 boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };  
//将count值减1
public void countDown() { };  

4.示例

普通示例：

public class CountDownLatchTest {

    public static void main(String[] args) {
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
        System.out.println("主线程开始执行…… ……");
        //第一个子线程执行
        ExecutorService es1 = Executors.newSingleThreadExecutor();
        es1.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                    System.out.println("子线程："+Thread.currentThread().getName()+"执行");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                latch.countDown();
            }
        });
        es1.shutdown();

        //第二个子线程执行
        ExecutorService es2 = Executors.newSingleThreadExecutor();
        es2.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("子线程："+Thread.currentThread().getName()+"执行");
                latch.countDown();
            }
        });
        es2.shutdown();
        System.out.println("等待两个线程执行完毕…… ……");
        try {
            latch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("两个子线程都执行完毕，继续执行主线程");
    }
}

结果集：

主线程开始执行…… ……
等待两个线程执行完毕…… ……
子线程：pool-1-thread-1执行
子线程：pool-2-thread-1执行
两个子线程都执行完毕，继续执行主线程

模拟并发示例（这种是不安全的写法，注解@NotThreadSafe是自定义的注解）：

package com.controller;

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

import com.annoations.NotThreadSafe;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
@NotThreadSafe
public class ConcurrencyTest {
    //请求数
    public static int clientTotal=5000;
    //并发数
    public static int threadTotal=200;
    //计数值
    public static int count=0;
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        //创建线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        //定义信号量(允许并发数)
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
        //定义计数器
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
        for(int i =0;i<clientTotal;i++){
            executorService.execute(()->{
                try {
　　　　　　　　　　　　//在 semaphore.acquire() 和 semaphore.release()之间的代码，同一时刻只允许制定个数的线程进入，

　　　　　　　　　　　　//.acquire方法用于判断是否内部程序达到允许的并发量，未达到才能继续执行

                    semaphore.acquire();
                    add();
　　　　　　　　　　　　//.release相当于关闭信号量
                    semaphore.release();
                } catch (Exception e) {
                    log.error("exception",e);
                }
　　　　　　　　　　//计数器减1
                countDownLatch.countDown();
            });
        }
　　　　　//等待计数值为0，也就是所有的过程执行完，才会继续向下执行
        countDownLatch.await();
       //关闭线程池
        executorService.shutdown();
        log.info("count:{}",count);
    }
    
    private static void add(){
        count++;
    }
}

*CountDownLatch和CyclicBarrier区别：
1.countDownLatch是一个计数器，线程完成一个记录一个，计数器递减，只能只用一次
2.CyclicBarrier的计数器更像一个阀门，需要所有线程都到达，然后继续执行，计数器递增，提供reset功能，可以多次使用