JAVA 多线程同步工具类总结

这两天看了《JAVA 并发编程实战》一书，内容很不错，关于同步常用的几个工具类总结如下：

• CountDownLatch 闭锁：可以延迟线程的进度，直到锁到达终止状态。闭锁的作用相当于一扇门，在锁到达终止状态之前这扇门一直是关闭的。当锁到达终止状态时，允许所有线程通过。CountDownLatch 有一个初始值，通过调用 countDown 可以减少该值，一直到 0 时到达终止状态。
  
  
• FutureTask 用于执行一个可返回结果的长任务，任务在单独的线程中执行，其他线程可以用 get 方法取任务结果，如果任务尚未完成，线程在 get 上阻塞。
  
  
• Semaphore 用于控制同时访问某资源，或同时执行某操作的线程数目。信号量有一个初始值即可以分配的信号量总数目。线程任务开始前先调用 acquire 取得信号量，任务结束后调用 release 释放信号量。在 acquire 是如果没有可用信号量，线程将阻塞在 acquire 上，直到其他线程释放一个信号量。
  
  
• CyclicBarrier 栅栏用于多个线程多次迭代时进行同步，在一轮任务中，任何线程完成任务后都在 barrier 上等待，直到所有其他线程也完成任务，然后一起释放，同时进入下一轮迭代。

CountDownLatch 的例子：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;


public class DemoOfLatch {

	// 利用闭锁 CountDownLatch 控制主线程和子线程的同步
	public static void main(String[] args) {
		
		int numberOfThread = 5;
		final CountDownLatch startLatch = new CountDownLatch(1);				// 用于控制子线程开始
		final CountDownLatch stopLatch = new CountDownLatch(numberOfThread);	// 用于子线程计数
		final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);						// 用于分配子线程唯一标识
		
		System.out.println("Main thread start...");
		
		for ( int i=0; i

FutureTask 的例子：

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;


public class DemoOfFutureTask {

	public static void main(String[] args) {
		
		// 创建一个 Future Task 用于并发执行长任务
		final FutureTask future = new FutureTask( new Callable() {

			@Override
			public Movie call() throws Exception {
				System.out.println("Future task started...");
				Thread.sleep(5000);
				System.out.println("Future task finished...");
				return new Movie("2012","Unknown");
			}
			
		});
		
		// 在子线程中启动任务
		Thread thread = new Thread(future);
		thread.start();
		
		// 主线程干点别的事情
		System.out.println("Now let's do sth eles...");
		try {
			Thread.sleep(1000);
		} catch (InterruptedException e1) {
			e1.printStackTrace();
		}
		
		// 主线程开始取结果
		System.out.println("Now wait for result of future task...");
		try {
			Movie res = future.get();
			System.out.printf("Result from task is name=%s, actor=%s", res.name, res.actor);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (ExecutionException e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}
	
	public static class Movie {
		final public String name;
		final public String actor;
		public Movie(String name, String actor) {
			this.name = name;
			this.actor = actor;
		}
	}

}

Semaphore 的例子：

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class DemoOfSemaphore {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {

		final int numOfThread = 5;
		final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);		// 用于分配唯一线程标识
		final Semaphore semaphore = new Semaphore(numOfThread); // 用于控制并发线程数目

		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			Thread thread = new Thread(new Runnable() {

				@Override
				public void run() {
					int tid = count.getAndIncrement();
					try {
						// 等待直到取得信号量
						System.out.printf("Thread %d wait on semaphore...%n", tid);
						semaphore.acquire();
						// 取得信号量之后做点事情
						System.out.printf("Thread %d get semaphore...%n", tid);
						int duration = (int)(Math.random() * 5000);
						Thread.sleep(duration);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					} finally {
						// 做完后释放信号量
						System.out.printf("Thread %d release semaphore...%n", tid);
						semaphore.release();
					}
					
				}
				
			});
			thread.start();
		}
		
	}

}

CyclicBarrier 的例子：

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class DemoOfBarrier {

	public static void main(String[] args) {

		final int numOfThread = 2;
		final int numOfIteration = 2;
		
		// 创建一个用于线程同步的 Barrier 对象
		final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(numOfThread,
				new Runnable() {

					// 当所有线程到达 Barrier 后会执行这个任务
					// 任务在第一个 到达 Barrier 的线程中执行
					@Override
					public void run() {
						long tid = Thread.currentThread().getId();
						// 当所有线程完成一轮迭代之后做点清除/准备/提交工作
						System.out.printf("[%d] - All threads arrived barrier...%n", tid);
						try {
							Thread.sleep(2000);
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
						System.out.printf("[%d] - Clear work done...%n", tid);
					}
					
				});

		// 创建并启动多个线程，他们在 Barrier 上同步
		for (int i = 0; i < numOfThread; i++) {
			Thread thread = new Thread(new Runnable() {

				@Override
				public void run() {
					long tid = Thread.currentThread().getId();
					for ( int k=0; k