多线程- countdownlatch、 CyclicBarrier、SemaPhore

CountDownLatch

官方的解释为：一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。

我们现在就把它理解为倒数计数器，什么是倒数计数器呢，通俗的理解就是这个计数器事先有一个初始计数，在这个计数减到0之前，所有的线程等待。

笔者今天早晨又看一则新闻说的高考“枪手”，看来每逢高考，“枪手”必火。那我们来模拟一下“枪手”的招募过程。假如我需要10个“枪手”，招募者一声令下，开始招募，我们开始在大学里张贴“招兵启示”，等到这10个“枪手”都到齐，开动大巴车把他们送到“战场”。

这里笔者需要大家注意两个地方：第一，招募人一声令下，开始招募。第一，只有等到10个“枪手“都到了才能开动大巴。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class CountDownLatchTest {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

//倒数计数器
final CountDownLatch begin = new CountDownLatch(1);

//倒数计数器
final CountDownLatch end = new CountDownLatch(10);

//十名枪手
ExecutorService execu = Executors.newFixedThreadPool(10);

//模拟招募10名枪手到齐后开动大巴，送往“战场”
for(int i=0;i<10;i++){

final int NO = i+1;

Runnable r = new Runnable() {

@Override
public void run() {

try {

//等待招募者下令招募
begin.await();

Thread.sleep((long) (Math.random()*10000));

System.out.println("枪手:"+NO+"到了");

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}finally{

//每到达一个枪手，计数器减1
end.countDown();
}
}
};

execu.submit(r);
}

//begin倒数计数器减1为0，则开始下招募令，一声令下
begin.countDown();

System.out.println("开始招募。。。。");

//等待所有的枪手到达
end.await();

//所有枪手到达
System.out.println("所有枪手到达,开动大巴,送往目的地。。。。");

execu.shutdown();

}
}

CyclicBarrier

CountDownLatch 闭锁用来等待事件，而栅栏用于等待其他线程.什么意思呢?就是说闭锁用来等待的事件就是countDown事件,只有该countDown事件执行后所有之前在等待的线程才有可能继续执行;而栅栏没有类似countDown事件控制线程的执行,只有线程的await方法能控制等待的线程执行.

CyclicBarrier强调的是n个线程，大家相互等待，只要有一个没完成，所有人都得等着。

场景分析:10个人去春游,规定达到一个地点后才能继续前行.代码如下:

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

class CyclicBarrierWorker implements Runnable {
private int id;
private CyclicBarrier barrier;

public CyclicBarrierWorker(int id, final CyclicBarrier barrier) {
this.id = id;
this.barrier = barrier;
}

@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
try {
System.out.println(id + " th people wait");
barrier.await(); // 大家等待最后一个线程到达
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}

public class TestCyclicBarrier {
public static void main(String[] args) {
int num = 10;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(num, new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("go on together!");
}
});
for (int i = 1; i <= num; i++) {
new Thread(new CyclicBarrierWorker(i, barrier)).start();
}
}
}

SemaPhore

一个计数信号量。从概念上讲，信号量维护了一个许可集。如有必要，在许可可用前会阻塞每一个 acquire()，然后再获取该许可。每个 release() 添加一个许可，从而可能释放一个正在阻塞的获取者。但是，不使用实际的许可对象，Semaphore 只对可用许可的号码进行计数，并采取相应的行动。拿到信号量的线程可以进入代码，否则就等待。通过acquire()和release()获取和释放访问许可。

public class SemaPhore {
public static void main(String[] args) {
// 线程池
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
// 只能5个线程同时访问
final Semaphore semp = new Semaphore(5);
// 模拟20个客户端访问
for (int index = 0; index < 8; index++) {
final int NO = index;
Runnable run = new Runnable() {
public void run() {
try {
// 获取许可
semp.acquire();
System.out.println("获取许可，开始工作了 " + NO + "线程号："+Thread.currentThread().getId());
Thread.sleep(10000);
semp.release(); // 访问完后，释放
System.out.println("释放了许可,工作结束 " + NO + "线程号："+Thread.currentThread().getId()+ "剩余许可数：" + semp.availablePermits()); //availablePermits()指的是当前信号灯库中有多少个可以被使用
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
exec.execute(run);
}
// 退出线程池
exec.shutdown();
}
}