并发工具类

CountDownLatch

简介

CountDownLatch 允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。

使用场景

例如：班长命令士兵去修筑防御工事（士兵可以是一个也可以是多个），每个士兵负责自己的任务，等他们都执行完成后向班长汇报，班长向上级汇报防御工事修筑完毕。这个例子中班长等待士兵完成任务后，就是一个形象的CountDownLatch例子。

常用方法

1. await():调用这个方法线程等待。

2. countDown():调用这个方法等待完成的任务完成后减1，（内部计数器的值减1）。

与join()方法比较

CountDownLatch可以实现join()方法的功能，可以替换join()方法。

CyclicBarrier

简介

CyclicBarrier 让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续干活。

使用场景

例如：班长准备修筑防御工事，这个时候士兵A报到，士兵B报到知道所有的士兵都到了，大家一起去修筑，不能A士兵到了就去修筑防御工事。等大家都到了班长还得进行讲话动员，这个就是CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)中barrierAction，动员后大家都打了鸡血似的去干活。

常用方法

1. int await() 在所有参与者都已经在此 barrier 上调用 await 方法之前，将一直等待。

2. int await(long timeout, TimeUnit unit) 在所有参与者都已经在此屏障上调用 await 方法之前，将一直等待。

3. int getNumberWaiting() 返回当前在屏障处等待的参与者数目。

4. int getParties() 返回要求启动此 barrier 的参与者数目。

5. boolean isBroken() 查询此屏障是否处于损坏状态。

6. void reset() 将屏障重置为其初始状态。

备注：int await(long timeout, TimeUnit unit)，设置等待时间，按照上面的例子班长说等大家10分钟，如果10分钟后有士兵没到，就不继续等待，班长和其他士兵去修筑防御工事，注意这个时候班长就不讲话了，及时有这个安排，当迟到的士兵到了后就直接去去修筑防御工事。

public class CyclicBarrierDemo {

    static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2, new A());

    public static void main(String[] args) {

        new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                try {
                    c.await(1,TimeUnit.SECONDS);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (TimeoutException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(1);
            }
        }).start();

        try {
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }            c.await();

        } catch (Exception e) {

        }
        System.out.println(2);
    }

    static class A implements Runnable {

        public void run() {
            System.out.println(3);
        }

    }

}
//这个例子中不输出  3

与CountDownLatch比较

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：

1. 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；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。

2. CountDownLatch的计数器只能使用一次。而CyclicBarrier的计数器可以使用reset() 方法重置。所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景，比如如果计算发生错误，可以重置计数器，并让线程们重新执行一次。

3. CyclicBarrier还提供其他有用的方法，比如getNumberWaiting方法可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量。isBroken方法用来知道阻塞的线程是否被中断。比如以下代码执行完之后会返回true。

Semaphore

简介

Semaphore（信号量）是用来控制同时访问特定资源的线程数量，它通过协调各个线程，以保证合理的使用公共资源。

使用场景

访问数据库连接资源，有30个线程去访问数据库，但是数据库连接数只有10个，这时我们必须控制只有十个线程同时获取数据库连接保存数据，否则会报错无法获取数据库连接。

常用方法

1. void acquire():从此信号量获取一个许可，在提供一个许可前一直将线程阻塞，否则线程被中断。

2. void release():释放一个许可，将其返回给信号量。

3. int availablePermits():返回此信号量中当前可用的许可数。

4. boolean hasQueuedThreads():查询是否有线程正在等待获取。

与Lock

单个信号量的Semaphore对象可以实现互斥锁的功能，并且可以是由一个线程获得了“锁”，再由另一个线程释放“锁”，这可应用于死锁恢复的一些场合。

Exchanger

简介

两个线程可以交换对象的同步点。每个线程都在进入 exchange 方法时给出某个对象，并接受其他线程返回时给出的对象。

使用场景

Exchanger也可以用于校对工作。比如我们需要将纸制银流通过人工的方式录入成电子银行流水，为了避免错误，采用AB岗两人进行录入，录入到Excel之后系统需要加载这两个Excel，并对这两个Excel数据进行校对，看看是否录入的一致。

常用方法

1. V exchange(V x) 等待另一个线程到达此交换点（除非它被中断），然后将给定的对象传送给该线程，并接收该线程的对象。

2. V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit) 等待另一个线程到达此交换点（除非它被中断，或者超出了指定的等待时间），然后将给定的对象传送给该线程，同时接收该线程的对象。