Java JUC锁—工具类(CountDownLatch/CyclicBarrier/Semaphore/Exchanger/Phaser)

一、同步计数器CountDownLatch

　　1. 定义：使一个线程等待其他线程各自执行完毕后再执行。

　　　　是通过一个计数器来实现的，计数器初始值为线程的数量，每当一个线程执行完毕后，计数器的值就减1，当计数器的值为0时，表示所有的线程都执行完毕，然后在CountDownLatch上等待的线程就可以恢复执行接下来的任务，缺点是只能使用一次。

　　2. 常用API

　　　　A. CountDownLatch(int count)：构造方法，创建一个值为count的计数器；

　　　　B. await()：阻塞当前线程，将当前线程加入阻塞队列；

　　　　C. await(long timeout, TimeUnit unit)：在timeout的时间之内阻塞当前线程,时间一过则当前线程可以执行；

　　　　D. countDown()：对计数器进行递减1操作，当计数器递减至0时，当前线程会去唤醒阻塞队列里的所有线程；

　　3. 应用场景

　　　　A. 某一个线程在开始运行前等待n个线程执行完毕；

　　　　B. 实现多个线程开始执行任务的最大并行性。

　　4. 实例

 

二、循环栅栏CyclicBarrier

　　1. 定义：让所有线程都等待完成后才进行下一步行动。

　　2. 常用API

　　　　A. CyclicBarrier(int parties)：当给定数量的线程等待它时，它将跳闸，并且当屏障跳闸时不执行预定义的动作；

　　　　B. await()：等待所有parties已经在这个障碍上调用了await；

　　　　C. reset()：将屏障重置为初始状态；

　　3. CountDownLatch与CyclicBarrier区别

　　　　A. CountDownLatch是线程组之间的等待，即一个(或多个)线程等待N个线程完成某件事情之后再执行；而CyclicBarrier则是线程组内的等待，即每个线程相互等待，即N个线程都被拦截之后，然后依次执行；

　　　　B. CountDownLatch是减计数方式，而CyclicBarrier是加计数方式；

　　　　C. CountDownLatch计数为0无法重置，而CyclicBarrier计数达到初始值，则可以重置；

　　　　D. CountDownLatch不可以复用，而CyclicBarrier可以复用；

　　4. 应用场景

　　　　A. 某一个线程在开始运行前等待n个线程执行完毕；

　　5. 实例

 

三、信号量Semaphore

　　1. 定义：是一个计数器，用来保护一个或多个共享资源的访问，要想访问必须拿到许可证，使用完毕释放许可证；

　　2. 常用API

　　　　A. Semaphore(int permits)：非公平模式指定最大允许访问许可证数量；

　　　　B. acquire()：从信号量获取一个许可，如果无可用许可前将一直阻塞等待；

　　　　C. release()：释放一个许可，别忘了在finally中使用；

　　3. 应用场景

　　　　A. 限制获取某种资源的线程数量；

　　　　B. 接口限流；

　　4. 实例

 

四、交换者Exchanger

　　1. 定义：指两个线程在运行过程中需要交换彼此的信息，前提是达到提供的同步点才可以交换数据，第一个先拿出数据的线程会一直等待第二个线程，直到第二个线程拿着数据到来时才能彼此交换对应数据，注意等待的线程是被挂起，而到达的线程会唤醒等待的线程；

　　2. 常用API

　　　　A. Exchanger()：无参构造方法；

　　　　B. V exchange(V x)：等待另一个线程到达此交换点(除非当前线程被中断)，然后将给定的对象传送给该线程，并接收该线程的对象；

　　　　C. V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)：等待另一个线程到达此交换点(除非当前线程被中断或超出了指定的等待时间)，然后将给定的对象传送给该线程，并接收该线程的对象；

　　3. 应用场景

　　　　A. 遗传算法；

　　　　B. 校对工作；

　　　　C. 流水线设计；

　　4. 实例

 

五、Phaser