在Java并发编程中我们往往需要一些工具类来实现我们的功能，JDK给我们提供了一些工具类，合理地使用它们能帮忙我们快速地完成功能。下面来学习一下这些工具类的使用吧！
一.等待多线程完成的CountDownLatch
CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。
假设有这样一个需求，主线程需要等待其他几个线程完成后再继续执行。
一种方案是使用join方法。在主线程中调用其它线程的join方法，每调用一个join，如果该线程没有结束主线程就会阻塞在这里。直到该线程结束主线程才变为运行态。关于join方法的介绍请参考Java并发之基础知识的最后一部分内容。
这个需求还可以使用CountDownLatch来实现。
1.1 CountDownLatch用法介绍
//使用之前先构造一个CDL
//注意这里的入参2。这个参数表示需要计数2次，这个CDL才结束
CountDownLatch c = new CountDownLatch(2);
//计数 这个例子中总共需要调用两次countDown()，计数才结束
c.countDown()
//在主线程中调用，调用了这个方法后如果c没有计数到0则阻塞，直到计数为0，唤醒线程
c.await()
1.2 具体的例子
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class CountDownLatchDemo {
static CountDownLatch c = new CountDownLatch(2);
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
try {
System.out.println("线程1开始执行!");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("线程1结束执行!");
c.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
});
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
try {
System.out.println("线程2开始执行!");
Thread.sleep(5000);
System.out.println("线程2结束执行!");
c.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
});
t1.start();
t2.start();
try {
System.out.println("开始等待线程1、2结束");
c.await();
System.out.println("线程1、2结束");
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
执行结果
开始等待线程1、2结束
线程2开始执行!
线程1开始执行!
线程1结束执行!
线程2结束执行!
线程1、2结束
二.同步屏障CycliBarrier
CycliBarrier这个单词的字面意思是可循环使用的屏障的。它的功能是：让一组线程到达一个屏障时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被阻塞的线程才能执行下去。
Q1：怎么算到达屏障？
线程主动调用await()方法
Q2：如何执行线程数？
构造方法里指定
2.1 CycliBarrier的使用
//首先需要构造一个对象，指定线程总数
//这里指定了参数3，只有3个线程调用了对象c的await()方法后，3个线程才会执行下去。
CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(3);
//在线程里使用。最后一个线程调用了，所有线程被唤醒，进入运行态
c.await()
2.2 使用CycliBarrier实现主线程等待两个线程执行完再执行
public class CycliBarrierDemo {
static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(3);
public static void main(String[] args) throws Exception{
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
try {
System.out.println("线程1开始执行!");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("线程1结束执行!");
c.await();
} catch (Exception e) {
}
}
});
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
try {
System.out.println("线程2开始执行!");
Thread.sleep(5000);
System.out.println("线程2结束执行!");
c.await();
} catch (Exception e) {
}
}
});
t1.start();
t2.start();
System.out.println("开始等待线程1、2结束");
c.await();
System.out.println("线程1、2结束");
}
}
执行结果同1.2
2.3其它
CyclicBarrier还提供了另一个更高级的构造方法CyclicBarrier(int parties,Runnable barrierAction)，可以在所有线程到达屏障后优先执行指定的线程的run方法。
- Q1:这里执行Runnable是新启动一个线程吗？or 直接调用run方法执行？
三.CyclicBarrier和CountDownLatch的区别
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。
CB还提供了getNumberWating方法获取阻塞的线程数量。isBroken方法用来了解阻塞的线程是否被中断。一个线程被中断后其他线程的await会抛出异常，这时调用isBroken方法可以输出是否有线程被中断。
另外调用线程的interrupt方法可以中断线程。
四.控制并发线程数的Semaphore
Semaphore（信号量）是用来控制同时访问特定资源的线程数量。
4.1基本使用
Semaphore 的构造方法需要传入一个参数，如 new Semaphore(10)，
表示最多有10个线程可以获取到信号量，10个之后的线程再尝试获取时就会被阻塞。
获取信号量使用：s.acquire()方法；
释放信号量使用：s.release()方法。
只有前边的线程释放掉后，后面的线程（10个之后）才能被唤醒，重新获取信号量。
它可以用来控制同时 运行的线程的数目。
4.2扩展API
intavailablePermits(); //返回此信号量中当前可用的许可证数
intgetQueueLength();//返回正在等待获取许可证的线程数
booleanhasQueuedThreads();//是否有线程正在等待获取许可证
void reducePermits(int reduction); //减少reduction个许可证，是个protected方法
Collection getQueuedThreads(); //返回所有等待获取许可证的线程集合，是个protected方法
五.线程间交换数据的Exchanger
Exchanger可以用于线程间交换信息。它提供一个同步点，当两个线程都到达这个同步点时，它们的信息交换。只有一个到达时，它先等待，直到另一个线程也到达。
4.1基本使用
Exchanger
e.exchange("hello")开始等待另一个线程也调用同一个对象的exchange
具体例子：
public static void main(String[] args) {
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
final Exchanger exchanger = new Exchanger();
threadPool.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
String b = exchanger.exchange("hello,anyone");
System.out.println("thread1 reviced :" + b);
} catch (Exception e) {
}
}
});
threadPool.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
String a = exchanger.exchange("hello,anybody");
System.out.println("thread2 reviced :" + a);
} catch (Exception e) {
}
}
});
}
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