Java并发编程之java.util.concurrent包下常见类的使用
一，Condition
一个场景，两个线程数数，同时启动两个线程，线程A数1、2、3，然后线程B数4、5、6，最后线程A数7、8、9，程序结束，这涉及到线程之间的通信。
public class ConditionTest { static class NumberWrapper { public int value = 1; } public static void main(String[] args) { //初始化可重入锁 final Lock lock = new ReentrantLock(); //第一个条件当屏幕上输出到3 final Condition reachThreeCondition = lock.newCondition(); //第二个条件当屏幕上输出到6 final Condition reachSixCondition = lock.newCondition(); //NumberWrapper只是为了封装一个数字，一边可以将数字对象共享，并可以设置为final //注意这里不要用Integer, Integer 是不可变对象 final NumberWrapper num = new NumberWrapper(); //初始化A线程 Thread threadA = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { //需要先获得锁 lock.lock(); System.out.println("ThreadA获得lock"); try { System.out.println("threadA start write"); //A线程先输出前3个数 while (num.value <= 3) { System.out.println(num.value); num.value++; } //输出到3时要signal，告诉B线程可以开始了 reachThreeCondition.signal(); } finally { lock.unlock(); System.out.println("ThreadA释放lock"); } lock.lock(); try { //等待输出6的条件 System.out.println("ThreadA获得lock"); reachSixCondition.await(); System.out.println("threadA start write"); //输出剩余数字 while (num.value <= 9) { System.out.println(num.value); num.value++; } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); System.out.println("ThreadA释放lock"); } } }); Thread threadB = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { lock.lock(); System.out.println("ThreadB获得lock"); Thread.sleep(5000);//是await方法释放了锁 while (num.value <= 3) { //等待3输出完毕的信号 reachThreeCondition.await(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); System.out.println("ThreadB释放lock"); } try { lock.lock(); System.out.println("ThreadB获得lock"); //已经收到信号，开始输出4，5，6 System.out.println("threadB start write"); while (num.value <= 6) { System.out.println(num.value); num.value++; } //4，5，6输出完毕，告诉A线程6输出完了 reachSixCondition.signal(); } finally { lock.unlock(); System.out.println("ThreadB释放lock"); } } }); //启动两个线程 threadB.start(); threadA.start(); } }
创建方式：通过Lock创建，Lock.newCondition()；
常用方法：
await()：阻塞，直到相同的Condition调用了signal方法。
signal()：通知。
总结：Condition必须与Lock一起使用（wait()、notify()必须与synchronized一起使用，否则运行会报错java.lang.IllegalMonitorStateException），相比于wait与notify更加的灵活，可以设置各种情形，如上例中的到达3和到达6两个条件。
执行结果：
二，CountDownLatch
看代码：
public class CountDownLatchTest { public static void main(String[] args) { final CountDownLatch c = new CountDownLatch(3);//总数3 Thread t1 = new Thread(new Runnable(){ @Override public void run() { try { System.out.println("开始等"); c.await();//阻塞，等待countDown，当countDown到0就执行后面的完事了 System.out.println("完事"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); Thread t2 = new Thread(new Runnable(){ @Override public void run() { for(int i=3;i>0;i--){ c.countDown();//减1 } } }); t1.start(); t2.start(); } }
创建方式：直接创建，new CountDownLatch(int num);
常用方法：
await()：阻塞，直到countDown方法被执行了num次。
countDown()：减
总结：适用于一个线程等待其他线程的情景。
执行结果：
三，CyclicBarrier
与CountDownLatch有什么区别？
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。正如上例，只有5个人全部跑到终点，大家才能开喝，否则只能全等着。
CountDownLatch强调一个线程等多个线程完成某件事情。CyclicBarrier是多个线程互等，等大家都完成。
另外：
1.CountDownLatch减计数，CyclicBarrier加计数。
2.CountDownLatch是一次性的，CyclicBarrier可以重用。
public class MainMission { private CyclicBarrier barrier; private final static int threadCounts = 5; public void runMission() { ExecutorService exec=Executors.newFixedThreadPool(threadCounts); //new 的时候要传入数字，我发现，这个类似semaphore，如果位置不足，线程会抢位置。数字要是threadCounts+1为主线程留一个位子，但实际测试中发现，只要等于threadCount就可以 barrier=new CyclicBarrier(threadCounts+1); for(int i=0;i<5;i++){ exec.execute(new Mission(barrier)); } try { barrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("所有任务都执行完了"); exec.shutdown();//如果不关闭，程序一直处于运行状态 } public static void main(String[] args) { MainMission m = new MainMission(); m.runMission(); } } class Mission implements Runnable{ private CyclicBarrier barrier; public Mission(CyclicBarrier barrier){ this.barrier = barrier; } @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始执行任务"); try { int sleepSecond = new Random().nextInt(10)*1000; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"要执行"+sleepSecond+"秒任务"); Thread.sleep(sleepSecond); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } try { barrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行完毕"); } }
创建方式：直接创建，new CyclicBarrier(int num);
常用方法：
await()：阻塞，直到阻塞的线程数量达到num个。
总结：想想一下百米跑，所有运动员都就位之后才会发令起跑，线程调用await意味着说，我准备好了。
执行结果：
四，Semaphore
下面是一个上厕所的例子，厕所位置有限，想用得排队了。实现使用的就是信号量，可以看出信号量可以用来做限流。
public class MySemaphore implements Runnable{ Semaphore position; private int id; public MySemaphore(int i,Semaphore s){ this.id=i; this.position=s; } @Override public void run() { try{ if(position.availablePermits()>0){ System.out.println("顾客["+this.id+"]进入厕所，有空位"); } else{ System.out.println("顾客["+this.id+"]进入厕所，没空位，排队"); } position.acquire();//只有在acquire之后才能真正的获得了position System.out.println("#########顾客["+this.id+"]获得坑位"); Thread.sleep((int)(Math.random()*100000)); System.out.println("@@@@@@@@@顾客["+this.id+"]使用完毕"); position.release(); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } } public static void main(String args[]){ ExecutorService list=Executors.newCachedThreadPool(); Semaphore position=new Semaphore(2); for(int i=0;i<10;i++){ list.submit(new MySemaphore(i+1,position)); } list.shutdown(); position.acquireUninterruptibly(2); System.out.println("使用完毕，需要清扫了"); position.release(2); } }
创建方式：直接创建，new Semaphore(int num);
常用方法：
availablePermits()：看现在可用的信号量。
acquire()：尝试获取一个位置，如果获取不到则阻塞。
release()：释放位置。
acquireUninterruptibly(int num)：尝试获取num个许可，如果没有足够的许可则阻塞，一直阻塞到有足够的许可释放出来。调用这个方法的线程具有优先获取许可的权利。如果调用线程被interrupted,该线程并不会被打断，它会继续阻塞等待许可。
总结：抢位置。
执行结果：
五，ReentrantLock
创建方式：
new ReentrantLock(); 此种创建方式会创建出一个非公平锁。
new ReentrantLock(true); 此种方式会创建出一个公平锁。
非公平锁：当锁处于无线程占有的状态，此时其他线程和在队列中等待的线程都可以抢占该锁。
公平锁：当锁处于无线程占有的状态，在其他线程抢占该锁的时候，都需要先进入队列中等待。
tryLock()方法：尝试去获取锁，如果没有获取到直接返回，不等待。
细节看这个吧，https://blog.csdn.net/jiangjiajian2008/article/details/52226189，写的挺好。
六，ReentrantReadWriteLock
创建方式：new ReentrantReadWriteLock();
常用方法：
readLock().lock();写锁
writeLock().lock();读锁
readLock().unlock();解锁
writeLock().unlock();解锁
总结：
* 如果目前是读锁，其他读锁也可以进请求，写锁不能进。
* 如果目前是写锁，那么其他所有的锁都不可以进。
* 适用于读多写少的情况，如果是写多读少用ReentrantLock。
七，Callable接口
*Callable接口支持返回执行结果，此时需要调用FutureTask.get()方法实现，此方法会阻塞主线程直到获取结果；当不调用此方法时，主线程不会阻塞！
与Runnable对比:
1.Callable可以有返回值，Runnable没有
2.Callable接口的call()方法允许抛出异常；而Runnable接口的run()方法的异常只能在内部消化，不能继续上抛；
八，线程池
提供的线程池有几种：
//有数量限制的线程池 ExecutorService service=Executors.newFixedThreadPool(4);
//没有数量限制的线程池 ExecutorService service=Executors.newCachedThreadPool();
//单线程池 ExecutorService service=Executors.newSingleThreadExecutor();
他们都是通过下面这个线程池实现的
有数量线程池的实现方式
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads/*核心线程数*/, nThreads/*最高线程数*/,
0L/*高出核心线程数的线程最高存活时间*/, TimeUnit.MILLISECONDS/*高出核心线程数的线程最高存活时间单位*/,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()/*任务队列*/);
}
