CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore

1.CountDownLatch

功能

CountDownLatch是一个同步的辅助类，允许一个或多个线程，等待其他一组线程完成操作，再继续执行。

原理：

CountDownLatch是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值为需要等待线程的数量。
eg：CountDownLatch c = new CountDownLatch(10); // 等待线程的数量为10

主线程调用CountDownLatch的await()方法会阻塞当前线程(即:主线程在闭锁上等待)，直到计数器的值为0。
当一个工作线程完成了自己的任务后，调用CountDownLatch的countDown()方法，计数器的值就会减1。
当计数器值为0时，说明所有的工作线程都执行完了，此时，在闭锁上等待的主线程就可以恢复执行任务。

应用场景

倒数计时器
例如：一种典型的场景就是火箭发射。在火箭发射前，为了保证万无一失，往往还要进行各项设备、仪器的检查。只有等所有检查完毕后，引擎才能点火。这种场景就非常适合使用CountDownLatch。

它可以使得点火线程，等待所有检查线程全部完工后，再执行

使用方式

static final CountDownLatch end = new CountDownLatch(10);
end.countDown(); 
end.await();

示意图：

image.png

2.CyclicBarrier

功能:

CyclicBarrier的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，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运行。和CountDownLatch相似，也是等待某些线程都做完以后再执行。
与CountDownLatch区别
在于这个计数器可以反复使用。比如，假设我们将计数器设置为10。那么凑齐第一批10个线程后，计数器就会归零，然后接着凑齐下一批10个线程。

原理：

CyclicBarrier是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值为需要等待线程的数量。

// 等待线程的数量为2
CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2);

每个线程调用CyclicBarrier的await()方法，使自己进入等待状态。
当所有的线程都调用了CyclicBarrier的await()方法后，所有的线程停止等待，继续运行。

使用方式：

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) 
barrierAction就是当计数器一次计数完成后，系统会执行的动作
await()

示意图：

image.png

3.信号量Semaphore

功能：Java提供了经典信号量Semaphore的实现，它通过控制一定数量的许可（permit）的方式，来达到限制通用资源访问的目的。例如：控制并发的线程数。

原理：

Semaphore是通过一个计数器(记录许可证的数量)来实现的，计数器的初始值为需要等待线程的数量。

Semaphore s = new Semaphore(10); // 线程最大的并发数为10

线程通过acquire()方法获取许可证(计数器的值减1)，只有获取到许可证才可以继续执行下去，否则阻塞当前线程。
线程通过release()方法归还许可证(计数器的值加1)。

说明：使用tryAcquire()方法可以立即得到执行的结果：尝试获取一个许可证，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false。

应用场景：

Semaphore可以用于做流量控制，特别是公用资源有限的应用场景，比如数据库连接。举一个场景：例如在车站、机场等出租车时，当很多空出租车就位时，为防止过度拥挤，调度员指挥排队等待坐车的队伍一次进来5个人上车，等这5个人坐车出发，再放进去下一批。这和Semaphore的工作原理有些类似。

转自：http://youzhixueyuan.com/concurrent-tools-class.html