java.util.concurrent(J.U.C)大大提高了并发性能,AQS (AbstractQueuedSynchronizer) 被认为是 J.U.C 的核心。
用来控制一个或者多个线程等待多个线程。
维护了一个计数器 cnt,每次调用 countDown() 方法会让计数器的值减 1,减到 0 的时候,那些因为调用 await() 方法而在等待的线程就会被唤醒。
张三、李四、王五约了某天一起聚餐,打算一起自己做饭,发现没有材料,于是各自出发去采购各种材料,采购好了后再回到聚餐点,一起开始做饭。
public class Cook implements Runnable {
private CountDownLatch countDownLatch;
private String action;
public Cook(CountDownLatch countDownLatch, String action) {
this.countDownLatch = countDownLatch;
this.action = action;
}
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep((1 + new Random().nextInt(5)) * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(new Date() + ":完成 " + action);
countDownLatch.countDown();
}
}
public class CookTask {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(new Date() + ":开始准备材料,各自出发!");
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
executorService.execute(new Cook(countDownLatch, "张三买菜"));
executorService.execute(new Cook(countDownLatch, "李四买锅"));
executorService.execute(new Cook(countDownLatch, "王五买米"));
try {
countDownLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(new Date() + ":材料准备齐全,开始做饭!");
executorService.shutdown();
}
}
Fri Oct 18 23:46:52 CST 2019:开始准备材料,各自出发!
Fri Oct 18 23:46:53 CST 2019:完成 王五买米
Fri Oct 18 23:46:54 CST 2019:完成 李四买锅
Fri Oct 18 23:46:56 CST 2019:完成 张三买菜
Fri Oct 18 23:46:56 CST 2019:材料准备齐全,开始做饭!
用来控制多个线程互相等待,只有当多个线程都到达时,这些线程才会继续执行。
和 CountdownLatch 相似,都是通过维护计数器来实现的。线程执行 await() 方法之后计数器会减 1,并进行等待,直到计数器为 0,所有调用 await() 方法而在等待的线程才能继续执行。
CyclicBarrier 和 CountdownLatch 的一个区别是,CyclicBarrier 的计数器通过调用 reset() 方法可以循环使用,所以它才叫做循环屏障。
CyclicBarrier 有两个构造函数,其中 parties 指示计数器的初始值,barrierAction 在所有线程都到达屏障的时候会执行一次。
张三、李四、王五约了某天一起旅游,导游通知他们统一到某集合点集合,导游在集合点讲解注意事项,讲解完后各自自由参观。
public class Travel implements Runnable {
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
private String action;
public Travel(CyclicBarrier cyclicBarrier, String action) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
this.action = action;
}
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep((1 + new Random().nextInt(5)) * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(new Date() + ":" + action + " 到达集合点");
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(new Date() + ":" + action + " 开始参观");
}
}
public class Guide implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println(new Date() + ":导游在集合点讲解注意事项,讲解完后各自自由参观!");
try {
Thread.sleep((1 + new Random().nextInt(5)) * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public class TravelTask {
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3, new Guide());
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
executorService.execute(new Travel(cyclicBarrier, "张三"));
executorService.execute(new Travel(cyclicBarrier, "李四"));
executorService.execute(new Travel(cyclicBarrier, "王五"));
executorService.shutdown();
}
}
Fri Oct 18 23:48:14 CST 2019:王五 到达集合点
Fri Oct 18 23:48:15 CST 2019:李四 到达集合点
Fri Oct 18 23:48:16 CST 2019:张三 到达集合点
Fri Oct 18 23:48:16 CST 2019:导游在集合点讲解注意事项,讲解完后各自自由参观!
Fri Oct 18 23:48:18 CST 2019:张三 开始参观
Fri Oct 18 23:48:18 CST 2019:王五 开始参观
Fri Oct 18 23:48:18 CST 2019:李四 开始参观
Semaphore 类似于操作系统中的信号量,可以控制对互斥资源的访问线程数。
假设有10个人在银行办理业务,只有3个工作窗口,代码实现逻辑如下。
public class SemaphoreExample {
public static void main(String[] args) {
final int clientCount = 3;
final int totalRequestCount = 10;
Semaphore semaphore = new Semaphore(clientCount, true);
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < totalRequestCount; i++) {
final int num = i + 1;
executorService.execute(() -> {
try {
semaphore.acquire();
System.out.println(new Date() + ": 服务号 " + num + " 受理业务中...");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println(new Date() + ": 服务号 " + num + " 离开");
semaphore.release();
}
});
}
executorService.shutdown();
}
}
Sat Oct 19 16:33:59 CST 2019: 服务号 3 受理业务中...
Sat Oct 19 16:33:59 CST 2019: 服务号 2 受理业务中...
Sat Oct 19 16:33:59 CST 2019: 服务号 1 受理业务中...
Sat Oct 19 16:34:02 CST 2019: 服务号 2 离开
Sat Oct 19 16:34:02 CST 2019: 服务号 1 离开
Sat Oct 19 16:34:02 CST 2019: 服务号 3 离开
Sat Oct 19 16:34:02 CST 2019: 服务号 4 受理业务中...
Sat Oct 19 16:34:02 CST 2019: 服务号 5 受理业务中...
Sat Oct 19 16:34:02 CST 2019: 服务号 6 受理业务中...
Sat Oct 19 16:34:05 CST 2019: 服务号 4 离开
Sat Oct 19 16:34:05 CST 2019: 服务号 7 受理业务中...
Sat Oct 19 16:34:05 CST 2019: 服务号 5 离开
Sat Oct 19 16:34:05 CST 2019: 服务号 8 受理业务中...
Sat Oct 19 16:34:05 CST 2019: 服务号 6 离开
Sat Oct 19 16:34:05 CST 2019: 服务号 9 受理业务中...
Sat Oct 19 16:34:08 CST 2019: 服务号 7 离开
Sat Oct 19 16:34:08 CST 2019: 服务号 10 受理业务中...
Sat Oct 19 16:34:08 CST 2019: 服务号 8 离开
Sat Oct 19 16:34:08 CST 2019: 服务号 9 离开
Sat Oct 19 16:34:11 CST 2019: 服务号 10 离开