倒计数器CountDownLatch与循环栅栏CyclicBarrier

1.倒计数器CountDownLatch

这个工具用来控制线程等待，它可以让某一个线程等待，直到倒计数结束，再开始执行。
对于倒计数器，典型的应用就是火箭发射，为了确保万无一失，在火箭点火前需要进行各种检查，检查完毕以后，才会点火。
CountDownLatch的构造函数

public CountDownLatch(int count)

构造函数会传入一个整数count，之后调用CountDownLatch的countDown方法会对cout-1，直到count减到0的时候，调用await方法线程继续执行。

CountDown的方法：
1.await() throws InterruptedException：调用该方法的线程等到构造方法传入的N减到0的时候，才能继续往下执行；
2.await(long timeout, TimeUnit unit)：与上面的await方法功能一致，只不过这里有了时间限制，调用该方法的线程等到指定的timeout时间后，不管N是否减至为0，都会继续往下执行；
3.countDown()：使CountDownLatch初始值N减1；
4.long getCount()：获取当前CountDownLatch维护的值；

public class CountDownDemo implements Runnable {
    static final CountDownLatch end=new CountDownLatch(10);//声明一个CountDownLatch，并初始化次数为10
    static final CountDownDemo demo=new CountDownDemo();
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(Thread.currentThread().getId()+"准备就绪");
            end.countDown();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i= 0;i<10;i++){
            Thread thread=new Thread(demo);
            thread.start();
        }
        //等待检查
        end.await();
        //发射火箭
        System.out.println("一切就绪，火箭发射");
    }
}

2.循环栅栏：CyclicBarrier

CyclicBarrier也是一种多线程并发控制的实用工具，和CountDownLatch一样具有等待计数的功能，但是比CountDownLatch的功能更加强大。
为了理解CyclicBarrier，举一个例子。开运动会的时候，有跑步项目，我们来模拟运动员入场时候的情况，假设有6条跑道，在比赛开始的时候，需要6个运动员在比赛开始的时候都站在起点了，裁判员吹哨后才能开始跑步。跑道起点就相当于“barrier”，是临界点，而这6个运动员就类比成线程的话，就是这6个线程都必须到达指定点了，意味着凑齐了一波，然后才能继续执行，否则每个线程都得阻塞等待，直至凑齐一波即可。cyclic是循环的意思，也就是说CyclicBarrier当多个线程凑齐了一波之后，仍然有效，可以继续凑齐下一波。

CyclicBarrier的构造函数：

public CyclicBarrier(int parties,Runnable barrierAction)

barrierAction是倒计数结束后执行的动作
parties是计算器计数
CyclicBarrier的主要方法：

//等到所有的线程都到达指定的临界点
await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException 

//与上面的await方法功能基本一致，只不过这里有超时限制，阻塞等待直至到达超时时间为止
await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, 
BrokenBarrierException, TimeoutException 

//获取当前有多少个线程阻塞等待在临界点上
int getNumberWaiting()

//用于查询阻塞等待的线程是否被中断
boolean isBroken()

    
//将屏障重置为初始状态。如果当前有线程正在临界点等待的话，将抛出BrokenBarrierException。
void reset()

public class CyclicBarrierDemo {
    //指定必须有6个运动员到达才行
    private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(6, () -> {
        System.out.println("所有运动员入场，裁判员一声令下！！！！！");
    });
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("运动员准备进场，全场欢呼............");

        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(6);
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            service.execute(() -> {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 运动员，进场");
                    barrier.await();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  运动员出发");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
    }

}


输出结果：
运动员准备进场，全场欢呼............
pool-1-thread-2 运动员，进场
pool-1-thread-1 运动员，进场
pool-1-thread-3 运动员，进场
pool-1-thread-4 运动员，进场
pool-1-thread-5 运动员，进场
pool-1-thread-6 运动员，进场
所有运动员入场，裁判员一声令下！！！！！
pool-1-thread-6  运动员出发
pool-1-thread-1  运动员出发
pool-1-thread-5  运动员出发
pool-1-thread-4  运动员出发
pool-1-thread-3  运动员出发
pool-1-thread-2  运动员出发

3.CountDownLatch与ClclicBarrier比较

1.CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个其他线程执行完任务之后，它才执行；而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行；CountDownLatch强调一个线程等多个线程完成某件事情。CyclicBarrier是多个线程互等，等大家都完成，再携手共进。
2.调用CountDownLatch的countDown方法后，当前线程并不会阻塞，会继续往下执行；而调用CyclicBarrier的await方法，会阻塞当前线程，直到CyclicBarrier指定的线程全部都到达了指定点的时候，才能继续往下执行；
3.CountDownLatch方法比较少，操作比较简单，而CyclicBarrier提供的方法更多，比如能够通过getNumberWaiting()，isBroken()这些方法获取当前多个线程的状态，并且CyclicBarrier的构造方法可以传入barrierAction，指定当所有线程都到达时执行的业务功能；
4.CountDownLatch是不能复用的，而CyclicLatch是可以复用的。