【java并发编程的艺术读书笔记】java中的并发工具类（CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore、Exchanger）

CountDownLatch

CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。

CountDownLatch的构造函数接收一个int类型的参数作为计数器，如果你想等待N个点完
成，这里就传入N。

CountDownLatch c = new CountDownLatch(2);

join用于让当前执行线程等待join线程执行结束。其实现原理是不停检查join线程是否存活，如果join线程存活则让当前线程永远等待。直到join线程中止后，线程的this.notifyAll()方法会被调用。

CountDownLatch也可以实现join的功能，并且比join的功能更多

public class CountDownLatchTest {
    static CountDownLatch c = new CountDownLatch(2);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(1);
                c.countDown();
                System.out.println(2);
                c.countDown();
            }
        }).start();
        
        c.await();
        System.out.println("3");
    }
}

当我们调用CountDownLatch的countDown方法时，N就会减1，CountDownLatch的await方法会阻塞当前线程，直到N变成零。

由于countDown方法可以用在任何地方，所以这里说的N个点，可以是N个线程，也可以是1个线程里的N个执行步骤。用在多个线程时，只需要把这个CountDownLatch的引用传递到线程里即可。

同步屏障CyclicBarrier

CyclicBarrier默认的构造方法是CyclicBarrier（int parties），其参数表示屏障拦截的线程数
量，每个线程调用await方法告诉CyclicBarrier我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。

public class CyclicBarrierTest {
    static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2);
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    c.await();
                } catch (Exception e) {

                }
                System.out.println(1);
        	}
        }).start();
        try {
            c.await();
        } catch (Exception e) {
            
        }
        System.out.println(2);
    }
}

如果把new CyclicBarrier(2)修改成new CyclicBarrier(3)，则主线程和子线程会永远等待，
因为没有第三个线程执行await方法，即没有第三个线程到达屏障，所以之前到达屏障的两个
线程都不会继续执行。

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。所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景。

例如，如果计算发生错误，可以重置计数器，并让线程重新执行一次。

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，它通过协调各个线程，以
保证合理的使用公共资源。

public class SemaphoreTest {
    private static final int THREAD_COUNT = 30;
    private static ExecutorServicethreadPool = Executors
    .newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);
    private static Semaphore s = new Semaphore(10);
    public static void main(String[] args) {
        for (inti = 0; i< THREAD_COUNT; i++) {
            threadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        s.acquire();
                         System.out.println("save data");
                        s.release();
                    } catch (InterruptedException e) {}
                }
            });
        }
        threadPool.shutdown();
    }
}

在代码中，虽然有30个线程在执行，但是只允许10个并发执行。

Semaphore的构造方法Semaphore（int permits）接受一个整型的数字，表示可用的许可证数量。

Semaphore（10）表示允许10个线程获取许可证，也就是最大并发数是10。

Semaphore的用法也很简单，首先线程使用Semaphore的acquire()方法获取一个许可证，使用完之后调用release()方法归还许可证。还可以用tryAcquire()方法尝试获取许可证。

线程间交换数据的Exchanger

Exchanger（交换者）是一个用于线程间协作的工具类。

Exchanger用于进行线程间的数据交换。它提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据。

这两个线程通过exchange方法交换数据，如果第一个线程先执行exchange()方法，它会一直等待第二个线程也执行exchange方法，当两个线程都到达同步点时，这两个线程就可以交换数据，将本线程生产出来的数据传递给对方。

public class ExchangerTest {
    private static final Exchanger<String>exgr = new Exchanger<String>();
    private static ExecutorServicethreadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
    public static void main(String[] args) {
        threadPool.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    String A = "银行流水A";　　　　// A录入银行流水数据
                    exgr.exchange(A);
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
            }
        });
        threadPool.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    String B = "银行流水B";　　　　// B录入银行流水数据
                    String A = exgr.exchange("B");
                    System.out.println("A和B数据是否一致：" + A.equals(B) + "，A录入的是："+ A + "，B录入是：" + B);
                    } catch (InterruptedException e) {}
             }
        });
        threadPool.shutdown();
    }
}