Java并发编程的艺术：(8) Java 中的并发工具类

文章目录

• 等待多线程完成的 CountDownLatch
• 同步屏障 CyclicBarrier
• 控制并发线程数的 Semaphore
• 线程间交换数据的 Exchanger
• 参考

等待多线程完成的 CountDownLatch

CountDownLatch 允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。

比如这样一个需求：我们需要解析一个 Excel 里多个 sheet 的数据，此时可以考虑使用多线程，每个线程解析一个sheet里的数据，等到所有的 sheet 都解析完之后，程序需要提示解析完成。在这个需求中，要实现主线程等待所有线程完成 sheet 的解析操作，最简单的做法是使用 join() 方法。

在 JDK 1.5 之后的并发包中提供的 CountDownLatch 也可以实现 join 的功能，并且比 join 的功能更多，如下所示：

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");
	}
}

CountDownLatch 的构造函数接收一个 int 类型的参数作为计数器，如果需要等待 N 个点完成，这里就传入 N。

当我们调用 CountDownLatch 的 countDown 方法时， N 就会减 1，CountDownLacht 的 await 方法就会阻塞当前线程，直到 N 变成零。由于 countDown 方法可以用在任何地方，所以说这里的 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 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（也可以叫做同步点）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。

CyclicBarrier 简介

CyclicBarrier 默认的狗仔方法是 CyclicBarrier(int parties), 其参数表示屏障拦截数量，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。

CyclicBarrier 的应用场景

CyclicBarrier 可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的场景。例如，用一个 Excel 保存了用户所有的银行流水，每个 Sheet 保存一个账户近一年的每笔银行流水，现在需要统计用户的日均银行流水，先用多线程处理每个 sheet 里的银行流水，都执行完之后，得到每个 sheet 的日均银行流水，最后，再用 barrierAction 用这些线程的计算结果，计算出整个 Excel 的日均银行流水。

CyclicBarrier 和 CountDownLatch 的区别

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，可以重置计算器，并让线程重新执行一次。

控制并发线程数的 Semaphore

Semaphore 可以用作流量控制，特别是公用资源有限的应用场景，比如数据库连接。比如有这样一个需求：要读取几万个文件的数据，因为都是 IO 密集型任务，我们可以启动几十个线程并发地读取，但是如果读到内存以后，还需要存储到数据库中，而数据库的连接只有 10 个，这时我们必须控制只有 10 个线程同时获取数据库连接保存数据，否则会报错无法获取数据库连接。这个时候，就可以使用 Semaphore 来做流量控制。

线程间交换数据的 Exchanger

Exchanger 是一个用于线程间协作的工具类。Exchange 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。

参考

《Java 并发编程的艺术》