CountDownLatch(闭锁)、Semaphore(信号量)、CyclicBarrier
一、countdowmlatch(闭锁)(倒计数锁存器)
countdownlatch类位于java.util.concurrent包下,在完成某些运算时,只有其他所有线程的运算全部完成,当前运算才继续执行。
利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务a,它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行,此时就可以利用countdownlatch来实现这种功能。
1 final countdownlatch latch = new countdownlatch(2); 2 new thread(){ 3 public void run() { 4 system.out.println("子线程"+thread.currentthread().getname()+"正在执行"); 5 thread.sleep(3000); 6 system.out.println("子线程"+thread.currentthread().getname()+"执行完毕"); 7 latch.countdown(); 8 }; 9 }.start(); 10 new thread(){ 11 public void run() { 12 system.out.println("子线程"+thread.currentthread().getname()+"正在执行"); 13 thread.sleep(3000); 14 system.out.println("子线程"+thread.currentthread().getname()+"执行完毕"); 15 latch.countdown(); 16 }; 17 }.start(); 18 system.out.println("等待 2 个子线程执行完毕..."); 19 latch.await(); 20 system.out.println("2 个子线程已经执行完毕"); 21 system.out.println("继续执行主线程"); 22 }
二、semaphore(信号量-控制同时访问的线程个数)
信号量可以控制同时访问的线程个数,通过acquire()获取一个许可,如果没有就等待,而通过release()释放一个许可。
semaphore类中比较重要的几个方法:
1)public void acquire():用来获取一个许可,若无许可能够获得,则会一直等待,知道获得许可。
2)public void acquire(int permits):获取permits个许可。
3)public void release(){}:释放许可,注意,在释放许可之前,必须先获得许可。
4)public void release(int permits){}:释放permits个许可。
上面4个方法都会被阻塞,如果想立即得到执行结果,可以使用下面几个方法:
1)public boolean tryacquire():尝试获取一个许可,若获取成功,则立即返回true,若获取失败,则立即返回false。
2)public boolean tryacquire(long timeout,timeunit unit):尝试获取一个许可,若在指定的时间内获取成功,则立即返回true,否则立即返回false。
3)public boolean tryacquire(int permits):尝试获取permits个许可,若获取成功,则立即返回true,若获取失败,则立即返回false。
4)public boolean tryacquire(int permits,long timeout,timeunit unit):尝试获取permits个许可,若在指定的时间内获取成功,则立即返回true,否则立即返回false。
5)还可以通过availablepermits()方法得到可用的许可数目。
例子:若一个工厂有5台机器,一台机器同时只能被一个工人使用,只有使用完了,其他工人才能继续使用。那么我们就可以通过semaphore来实现:
1 int n = 8; //工人数 2 semaphore semaphore = new semaphore(5); //机器数目 3 for(int i=0;i<n;i++){ 4 new worker(i,semaphore).start(); 5 } 6 static class worker extends thread{ 7 private int num; 8 private semaphore semaphore; 9 public worker(int num,semaphore semaphore){ 10 this.num = num; 11 this.semaphore = semaphore; 12 } 13 public void run() { 14 try { 15 semaphore.acquire(); 16 system.out.println("工人"+this.num+"占用一个机器在生产..."); 17 thread.sleep(2000); 18 system.out.println("工人"+this.num+"释放出机器"); 19 semaphore.release(); 20 } catch (interruptedexception e) { 21 e.printstacktrace(); 22 } 23 } 24 }
三、cyclicbarrier(回环栅栏-等待至barrier状态再全部同时执行)
回环栅栏,通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行,叫做回环,是因为当所有等待线程都被释放以后,cyclicbarrier可以被重用。我们暂且把这种状态叫做barrier,当调用await()方法之后,线程就处于barrier了。
cyclicbarrier中最重要的方法就是await方法,它有两个重载版本:
1)public int await():用来挂起当前线程,直至所有线程都到达barrier状态再同时执行后续任务。
2)public int await(long timeout,timeunit unit):让这些线程等待至一定的时间,如果还有线程没有到达barrier状态就直接让到达barrier的线程执行后续任务。
具体使用如下:
1 public static void main(string[] args) { 2 int n = 4; 3 cyclicbarrier barrier = new cyclicbarrier(n); 4 for(int i=0;i<n;i++) 5 new writer(barrier).start(); 6 } 7 static class writer extends thread{ 8 private cyclicbarrier cyclicbarrier; 9 public writer(cyclicbarrier cyclicbarrier) { 10 this.cyclicbarrier = cyclicbarrier; 11 } 12 public void run() { 13 try { 14 thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟线程需要预定写入数据操作 15 system.out.println("线程"+thread.currentthread().getname()+"写入数据完毕,等待其他线程写入完毕"); 16 cyclicbarrier.await(); 17 } catch (interruptedexception e) { 18 e.printstacktrace(); 19 }catch(brokenbarrierexception e){ 20 e.printstacktrace(); 21 } 22 system.out.println("所有线程写入完毕,继续处理其他任务,比如数据操作"); 23 } 24 }
三者之间的联系与区别:
countdownlatch和cyclicbarrier都能够实现线程之间的等待,只不过它们侧重点不同。countdownlatch一般用于某个线程a等待若干个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。另外,countdownlatch是不能够重用的,而cyclicbarrier是可以重用的。
semaphore其实和锁有点类似,它一般用于控制对某组资源的访问权限。
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