Java_并发线程_Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier、Exchanger
1.Semaphore
信号量(Semaphore)，有时被称为信号灯，是在多线程环境下使用的一种设施, 它负责协调各个线程, 以保证它们可以正确、合理的使用公共资源。
Semaphore当前在多线程环境下被扩放使用。操作系统的信号量是个非常重要的概念，在进程控制方面都有应用。Java并发库Semaphore 能够非常轻松完毕信号量控制，Semaphore能够控制某个资源可被同一时候訪问的个数。通过 acquire() 获取一个许可，假设没有就等待，而 release() 释放一个许可。比方在Windows下能够设置共享文件的最大client訪问个数。
Semaphore实现的功能就类似厕全部5个坑，假如有10个人要上厕所，那么同一时候仅仅能有多少个人去上厕所呢？同一时候仅仅能有5个人能够占用。当5个人中 的不论什么一个人让开后，当中等待的另外5个人中又有一个人能够占用了。另外等待的5个人中能够是随机获得优先机会。也能够是依照先来后到的顺序获得机会。这取决于构造Semaphore对象时传入的參数选项。单个信号量的Semaphore对象能够实现相互排斥锁的功能。而且能够是由一个线程获得了“锁”，再由还有一个线程释放“锁”，这可应用于死锁恢复的一些场合。
public static void main(String[] args) { // 线程池 ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); // 仅仅能5个线程同一时候訪问 final Semaphore semp = new Semaphore(5); // 模拟20个client訪问 for (int index = 0; index < 20; index++) { final int NO = index; Runnable run = new Runnable() { public void run() { try { // 获取许可 semp.acquire(); try{ System.out.println("Accessing: " + NO); Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000)); }finally{ // 訪问完后，释放 ，假设屏蔽以下的语句，则在控制台仅仅能打印5条记录。之后线程一直堵塞 semp.release(); } } catch (InterruptedException e) { } } }; exec.execute(run); } // 退出线程池 exec.shutdown(); }
2.CountDownLatch
CountDownLatch类是一个同步计数器,构造时默认接收一个初始值，每调用一次countDown()方法，计数器减1。计数器>0时，await()方法会堵塞;当计数器=0时会得到await()会马上得到响应。
3.CyclicBarrier
CyclicBarrier一个同步辅助类，它同意一组线程互相等待。直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。适用于全部的子任务都完毕时，才运行主任务。
public class Main { public static void main(String[] args) { // 假设将參数改为4。可是以下仅仅增加了3个选手。这永远等待下去 // Waits until all parties have invoked await on this barrier. CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3); ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3); executor.submit(new Thread(new Runner(barrier, "1号选手"))); executor.submit(new Thread(new Runner(barrier, "2号选手"))); executor.submit(new Thread(new Runner(barrier, "3号选手"))); executor.shutdown(); } } class Runner implements Runnable { // 一个同步辅助类，它同意一组线程互相等待。直到到达某个公共屏障点 (common barrier point) private CyclicBarrier barrier; private String name; public Runner(CyclicBarrier barrier, String name) { super(); this.barrier = barrier; this.name = name; } @Override public void run() { try { Thread.sleep(1000 * (new Random()).nextInt(8)); System.out.println(name + " 准备好了..."); // barrier的await方法，在全部參与者都已经在此 barrier 上调用 await 方法之前。将一直等待。 barrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(name + " 起跑！"); } } /* * 2号选手 准备好了... 1号选手 准备好了... 3号选手 准备好了... 3号选手 起跑！
2号选手 起跑！ 1号选手 起跑！ */
4.Exchanger
Exchanger能够在两个线程之间交换数据。仅仅能是2个线程，他不支持很多其它的线程之间互换数据。
当线程A调用Exchange对象的exchange()方法后。他会陷入堵塞状态。直到线程B也调用了exchange()方法，然后以线程安全的方式交换数据，之后线程A和B继续执行.
public class ThreadLocalTest { public static void main(String[] args) { Exchanger<List<Integer>> exchanger = new Exchanger<>(); new Consumer(exchanger).start(); new Producer(exchanger).start(); } } class Producer extends Thread { List<Integer> list = new ArrayList<>(); Exchanger<List<Integer>> exchanger = null; public Producer(Exchanger<List<Integer>> exchanger) { super(); this.exchanger = exchanger; } @Override public void run() { Random rand = new Random(); for(int i=0; i<10; i++) { list.clear(); list.add(rand.nextInt(10000)); list.add(rand.nextInt(10000)); list.add(rand.nextInt(10000)); list.add(rand.nextInt(10000)); list.add(rand.nextInt(10000)); try { list = exchanger.exchange(list); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } } class Consumer extends Thread { List<Integer> list = new ArrayList<>(); Exchanger<List<Integer>> exchanger = null; public Consumer(Exchanger<List<Integer>> exchanger) { super(); this.exchanger = exchanger; } @Override public void run() { for(int i=0; i<10; i++) { try { list = exchanger.exchange(list); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.print(list.get(0)+", "); System.out.print(list.get(1)+", "); System.out.print(list.get(2)+", "); System.out.print(list.get(3)+", "); System.out.println(list.get(4)+", "); } } }
