Java并发编程之CountDownLatch/CyclicBarrierDemo/SemaphoreDemo详解
作者：互联网
CountDownLatch详解
什么是CountDownLatch？
让一线程阻塞直到另一些线程完成一系列操作才被唤醒。
CountDownLatch主要有两个方法（await()，countDown()）。
当一个或多个线程调用await()时，调用线程会被阻塞。其它线程调用countDown()会将计数器减1(调用countDown方法的线程不会阻塞)，当计数器的值变为零时，因调用await方法被阻塞的线程会被唤醒，继续执行。
附加：
latch
英 [lætʃ] 美 [lætʃ]
n. 门闩;插销;碰锁;弹簧锁
v. 用插销插上;用碰锁锁上
代码说明一 ：班长锁门
假设一个自习室里有7个人，其中有一个是班长，班长的主要职责就是在其它6个同学走了后，关灯，锁教室门，然后走人，因此班长是需要最后一个走的，那么有什么方法能够控制班长这个线程是最后一个执行，而其它线程是随机执行的？
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class CountDownLatchDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 计数器
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);
for (int i = 0; i <= 6; i++) {
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 上完自习，离开教室");
countDownLatch.countDown();
}, String.valueOf(i)).start();
}
countDownLatch.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 班长最后关门");
}
}
输出结果
0 上完自习，离开教室
6 上完自习，离开教室
4 上完自习，离开教室
5 上完自习，离开教室
3 上完自习，离开教室
1 上完自习，离开教室
2 上完自习，离开教室
main 班长最后关门
代码说明二：秦国统一六国
新建枚举类
import java.util.Objects;
public enum CountryEnum {
ONE(1, "齐"), TWO(2, "楚"), THREE(3, "燕"), FOUR(4, "赵"), FIVE(5, "魏"), SIX(6, "韩");
private Integer retcode;
private String retMessage;
CountryEnum(Integer retcode, String retMessage) {
this.retcode = retcode;
this.retMessage = retMessage;
}
public static CountryEnum forEach_countryEnum(int index) {
CountryEnum[] myArray = CountryEnum.values();
for(CountryEnum ce : myArray) {
if(Objects.equals(index, ce.getRetcode())) {
return ce;
}
}
return null;
}
public Integer getRetcode() {
return retcode;
}
public void setRetcode(Integer retcode) {
this.retcode = retcode;
}
public String getRetMessage() {
return retMessage;
}
public void setRetMessage(String retMessage) {
this.retMessage = retMessage;
}
}
逻辑类
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class UnifySixCountriesDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 计数器
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);
for (int i = 1; i <= 6; i++) {
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "国被灭了！");
countDownLatch.countDown();
}, CountryEnum.forEach_countryEnum(i).getRetMessage()).start();
}
countDownLatch.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 秦国统一中原。");
}
}
测试结果
齐国被灭了！
燕国被灭了！
楚国被灭了！
魏国被灭了！
韩国被灭了！
赵国被灭了！
main 秦国统一中原。
什么是CyclicBarrierDemo？
CyclicBarrier的字面意思就是可循环（Cyclic）使用的屏障（Barrier）。
它要求做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）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干活，线程进入屏障通过CyclicBarrier的await方法。
CyclicBarrier与CountDownLatch的区别：CyclicBarrier可重复多次，而CountDownLatch只能是一次。
代码说明一：集齐7个龙珠，召唤神龙
程序演示集齐7个龙珠，召唤神龙
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class SummonTheDragonDemo {
public static void main(String[] args) {
/**
* 定义一个循环屏障，参数1：需要累加的值，参数2 需要执行的方法
*/
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7, () -> {
System.out.println("召唤神龙");
});
for (int i = 1; i <= 7; i++) {
final Integer tempInt = i;
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 收集到 第" + tempInt + "颗龙珠");
try {
// 先到的被阻塞，等全部线程完成后，才能执行方法
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}
测试结果
2 收集到 第2颗龙珠
6 收集到 第6颗龙珠
1 收集到 第1颗龙珠
7 收集到 第7颗龙珠
5 收集到 第5颗龙珠
4 收集到 第4颗龙珠
3 收集到 第3颗龙珠
召唤神龙
代码说明二：模拟赛马
import java.util.concurrent.*;
import java.util.*;
class Horse implements Runnable {
private static int counter = 0;
private final int id = counter++;
private int strides = 0;
private static Random rand = new Random(47);
private static CyclicBarrier barrier;
public Horse(CyclicBarrier b) {
barrier = b;
}
public synchronized int getStrides() {
return strides;
}
public void run() {
try {
while (!Thread.interrupted()) {//没有中断，就不断循环
synchronized (this) {
//模拟马单位时间的移动距离
strides += rand.nextInt(3); // Produces 0, 1 or 2
}
barrier.await();//<---等待其他马到齐到循环屏障
}
} catch (InterruptedException e) {
// A legitimate way to exit
} catch (BrokenBarrierException e) {
// This one we want to know about
throw new RuntimeException(e);
}
}
public String toString() {
return "Horse " + id + " ";
}
public String tracks() {
StringBuilder s = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < getStrides(); i++)
s.append("*");
s.append(id);
return s.toString();
}
}
public class HorseRace {
static final int FINISH_LINE = 75;
private List<Horse> horses = new ArrayList<Horse>();
private ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
private CyclicBarrier barrier;
public HorseRace(int nHorses, final int pause) {
//初始化循环屏障
barrier = new CyclicBarrier(nHorses, new Runnable() {
// 循环多次执行的任务
public void run() {
// The fence on the racetrack
StringBuilder s = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < FINISH_LINE; i++)
s.append("=");
System.out.println(s);
//打印马移动距离
for (Horse horse : horses)
System.out.println(horse.tracks());
//判断有没有马到终点了
for (Horse horse : horses)
if (horse.getStrides() >= FINISH_LINE) {
System.out.println(horse + "won!");
exec.shutdownNow();// 有只马跑赢了，所有任务都结束了
return;
}
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(pause);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("barrier-action sleep interrupted");
}
}
});
// 开跑！
for (int i = 0; i < nHorses; i++) {
Horse horse = new Horse(barrier);
horses.add(horse);
exec.execute(horse);
}
}
public static void main(String[] args) {
int nHorses = 7;
int pause = 200;
new HorseRace(nHorses, pause);
}
}
测试结果
...省略一些...
===========================================================================
**********************************************************0
************************************************************1
******************************************************2
***********************************************************************3
*************************************************************************4
*****************************************************************5
*****************************************************************6
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**********************************************************0
************************************************************1
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**************************************************************************4
*****************************************************************5
*******************************************************************6
===========================================================================
***********************************************************0
*************************************************************1
*******************************************************2
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****************************************************************************4
*******************************************************************5
********************************************************************6
Horse 4 won!
什么是SemaphoreDemo？
信号量主要用于两个目的，一个是用于多个共享资源的互斥使用，另一个用于并发线程数的控制。
附加：
semaphore
英 [ˈseməfɔː®] 美 [ˈseməfɔːr]
n. 信号标;旗语
v. 打旗语;(用其他类似的信号系统)发信号
正常的锁(concurrency.locks或synchronized锁)在任何时刻都只允许一个任务访问一项资源，
而 Semaphore允许n个任务同时访问这个资源。
代码说明一：抢车位
模拟一个抢车位的场景，假设一共有6个车，3个停车位
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class SemaphoreDemo {
public static void main(String[] args) {
/**
* 初始化一个信号量为3，默认是false 非公平锁， 模拟3个停车位
*/
Semaphore semaphore = new Semaphore(3, false);
// 模拟6部车
for (int i = 0; i < 6; i++) {
new Thread(() -> {
try {
// 代表一辆车，已经占用了该车位
semaphore.acquire(); // 抢占
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 抢到车位");
// 每个车停3秒
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 离开车位");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 释放停车位
semaphore.release();
}
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}
测试结果
1 抢到车位
2 抢到车位
0 抢到车位
0 离开车位
2 离开车位
1 离开车位
5 抢到车位
4 抢到车位
3 抢到车位
5 离开车位
4 离开车位
3 离开车位
标签：Java,CyclicBarrierDemo,int,车位,SemaphoreDemo,线程,CountDownLatch,new,public 来源： https://blog.csdn.net/weixin_42620326/article/details/117734121