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作者：汤圆
集体博客：javalover.cc
前言
随着天气的逐步变热，整个人也开始浮躁不安
当然这里说的不是我，因为我是一个比拟宁静的人
讲的是隔壁的老大哥，在申斥年幼的孩子
一通呼啸过后，男人宁静了下来，孩子也哭个不停
简介
后面咱们介绍了 JUC 中的并发容器，它相当于一个同步容器的升级版，很大水平上进步了并发的性能
明天咱们来介绍 JUC 中的并发工具，它次要是通过扭转本身的状态来控制线程的执行流程；
常见的有如下几种：
- CountDownLatch：倒计时器（属于闭锁的一种实现），用来阻塞线程
- CyclicBarrier：循环栅栏，相似倒计时器，然而比他更高级，也是用来阻塞线程（只不过阻塞的形式不同，上面会具体介绍）
- Semaphore：信号量，用来管制多个线程同时拜访指定的资源，比方咱们罕用的数据库连接池
上面让咱们开始吧
文章如果有问题，欢送大家批评指正，在此谢过啦
目录
- 什么是并发工具
- 倒计数器 CountDownLatch
- 倒计数器升级版 CyclicBarrier【循环栅栏】
- 信号量 Semaphore
- 区别
注释
1. 什么是并发工具
并发工具是一组工具类，次要是用来控制线程的执行流程，比方阻塞某个线程，以期待其余线程
2. 倒计数器 CountDownLatch
从字面意思来看，就是一个倒计数门闩（shuan，打了半天zha就是打不进去)
艰深一点来说，就是倒计数，工夫一到，门闩就关上
注：一旦关上，就不能再合上，即这个 CountDownLatch 的状态扭转是永恒不可复原的（记住这个点，前面会有比照）
比拟官网的说法：倒计数器用来阻塞某个（某些）线程，以期待其余多个线程的工作执行实现（以这个说法为准，下面的能够用来比照参考）
上面列出 CountDownLatch 的几个办法：
- 构造方法：
public CountDownLatch(int count)，其中count就是咱们所说的外部状态（当count=0时，示意达到终止状态，此时会复原被阻塞的线程） - 批改状态：
public void countDown()，该办法会递加下面的count状态，每执行一次，就-1；（当count=0时，示意达到终止状态，此时会复原被阻塞的线程） - 期待：
public void await()，该办法会阻塞以后线程，直到count状态变为0，才会复原执行（除非中断，此时会抛出中断异样） - 超时期待：
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)，相似下面的await,只不过能够设置超时工夫，等过了超时工夫，还在阻塞，则间接复原 - 获取状态值 count：
public long getCount()，获取count的数值，以查看还能够递加多少次（多用来调试）
模仿场景的话，这里先列举三个，必定还有其余的
- 第一个就是计数器了，最间接的
- 第二个就是统计工作执行时长
- 第三个就是多人5V5游戏，等所有人加载结束，就开始游戏
上面咱们以第三个场景为例，写个例子：多人游戏加载画面
<code class="java">public class CountDownLatchDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 1. 结构一个倒计数器，给定一个状态值10
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
System.out.println("筹备加载");
// 这里咱们创立10个线程，模仿 5V5 游戏的10个玩家
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(()->{
// 这里咱们给点延时，模仿网络延时
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"加载100%");
// 2. 这里的countDown就是用来扭转倒计数器的外部状态，每次-1
latch.countDown(); //这里不会阻塞以后线程，执行完后就立马返回了
}).start();
}
// 3. 这里阻塞期待状态的实现，即10变为0;
latch.await();
System.out.println("所有人加载实现，开始游戏");
}
}
输入如下：
<code class="java">筹备加载 Thread-0加载100% Thread-1加载100% Thread-2加载100% Thread-3加载100% Thread-4加载100% Thread-5加载100% Thread-6加载100% Thread-8加载100% Thread-9加载100% Thread-7加载100% 所有人加载实现，开始游戏
这里倒计数器的作用就是阻塞主线程，以期待其余10个子线程，等到都筹备好，再复原主线程
它的特点就是：一次性应用，达到终止状态后不能再扭转
3. 倒计数器升级版 CyclicBarrier【循环栅栏】
循环栅栏，相似倒计数器，也是用来阻塞线程，不过它的重点在于循环应用
而倒计数器只能用一次（这属于他们之间最显著的一个区别）
PS：猜想之所以叫循环栅栏，而不是循环门闩，可能是因为栅栏的作用比门闩更弱小，所以叫栅栏更适宜吧
官网说法：循环栅栏个别用来示意多个线程之间的互相期待（阻塞）
比方有10个线程，都要await期待；那要等到最初一个线程await时，栅栏才会关上
如果有定义栅栏动作，那么当栅栏关上时，会执行栅栏动作
栅栏动作就是：栅栏关上后需执行的动作，通过构造函数的Runnable参数指定，可选参数，上面会介绍
这个属于循环栅栏和倒计数器的第二个区别：
- 循环栅栏强调的是多个被阻塞线程之间的相互协作关系（期待）
- 而倒计数器强调的是单个（或多个）线程被阻塞，来期待其余线程的工作执行
上面咱们看几个循环栅栏 CyclicBarrier 外部的办法：
- 构造方法：
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，第一个示意需期待（阻塞）的线程数，第二个barrierAction就是下面咱们说的栅栏动作，即当最初一个线程也被阻塞时，就会触发这个栅栏动作（这个参数可选，如果没有，则不执行任何动作） - 期待：
public int await()，阻塞以后线程，直到最初一个线程被阻塞，才会复原 - 超时期待：
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)，相似下面的await,只不过能够设置超时工夫 - 获取以后期待的线程数：
public int getNumberWaiting()，即调用了await办法的线程数量
场景：
- 大事化小，小事合并：就是将某个大工作拆解为多个小工作，等到小工作都实现，再合并为一个后果
-
多人对战游戏团战
- 下面的倒计数器示意游戏开始前的筹备工作（只需筹备一次）
- 而这里的循环栅栏则能够示意游戏开始后的团战工作（可团战屡次）
上面看下例子：多人游戏团战画面
<code class="java">public class CyclicBarrierDemo {
public static void main(String[] args<a style="color:transparent">来源gao*daima.com搞@代#码网</a>) throws InterruptedException {
// 1. 创立一个循环栅栏，给定期待线程数10和栅栏动作
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(10,()->{
// 栅栏动作，等到所有线程都await，就会触发
System.out.println("=== 人齐了，开始团吧");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
System.out.println("=== 筹备第一波团战 ===");
// 2. 创立10个线程，模仿10个玩家
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(()->{
try {
// 玩家到场
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>第一波团，我筹备好了");
// 期待其他人，等人齐就能够团了（人齐了会执行栅栏动作，此时这边也会复原执行）
barrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
// 3. 查问以后期待都线程数量，如果不为0，则主线程持续期待
while (barrier.getNumberWaiting()!=0){
Thread.sleep(1000);
}
System.out.println("=== 第一波团战完结 ===");
// 4. 此时还能够进行第二波第三波团战。。。（循环栅栏可循环触发，倒计数器只能触发一次）
}
}
输入如下：
<code class="java">=== 筹备第一波团战 === Thread-0=>第一波团，我筹备好了 Thread-1=>第一波团，我筹备好了 Thread-2=>第一波团，我筹备好了 Thread-3=>第一波团，我筹备好了 Thread-4=>第一波团，我筹备好了 Thread-5=>第一波团，我筹备好了 Thread-6=>第一波团，我筹备好了 Thread-7=>第一波团，我筹备好了 Thread-8=>第一波团，我筹备好了 Thread-9=>第一波团，我筹备好了 === 人齐了，开始团吧 === 第一波团战完结 ===
4. 信号量 Semaphore
信号量次要是用来管制多个线程同时拜访指定资源，比方数据库连接池，超过指定数量，就阻塞期待
上面咱们介绍下信号量的几个要害办法：
-
构造方法：
public Semaphore(int permits, boolean fair),第一个参数为许可数，即容许同时拜访的的线程数，第二个参数为偏心还是非偏心模式（默认非偏心）- 偏心模式，谁先调用acquire，谁就先拜访资源，FIFO先进先出
- 非偏心模式，容许插队，如果某个线程刚开释了许可，另一个线程就调用了acquire，那么这个线程就会插队拜访资源）
- 获取许可：
public void acquire()，如果有许可，则间接返回，并将许可数递加1；如果没可用的许可，就阻塞期待，或者被中断 - 尝试获取许可：
public boolean tryAcquire()，相似下面的acquire，然而不会被阻塞和中断，因为如果没有可用的许可，则间接返回false - 开释许可：
public void release()，开释一个许可，并将许可数递增1 - 获取可用的许可数量：
public int availablePermits()，这个办法个别用来调试
场景：数据库连接池
信号量的特点就是可重复使用许可，所以像数据库连接池这种场景就很适宜了
这里就不举例子了，就是多个线程acquire和release，获取许可时，如果没有就阻塞，如果有就立刻返回
5 区别
用表格看比拟不便点
| 区别 | CountDownLatch | CyclicBarrier | Semaphore |
|---|---|---|---|
| 可应用次数 | 单次 | 屡次（循环应用） | 屡次（循环应用） |
| 线程的阻塞 | 阻塞单个（多个）线程，以期待其余线程的执行 | 多个线程之间的互相阻塞 | 超过许可数，会阻塞 |
| 场景 | 1. 计数器 2. 统计工作执行时长 3. 多人对战游戏的开局期待 |
1. 大事化小，再合并 2. 多人对战游戏的团战 |
1. 数据库连接池 |
能够看到，倒计数器次要是用来示意单个线程期待多个线程，而循环栅栏次要是用来示意多个线程之间的互相期待
总结
- 什么是并发工具：并发工具是一组工具类，次要是用来控制线程的执行流程，比方阻塞某个线程，以期待其余线程
- 倒计数器 CountDownLatch：用来示意阻塞某个（某些）线程，以期待其余多个线程的工作执行实现
- 循环栅栏 CyclicBarrier：用来示意多个线程之间的互相期待合作（阻塞）
- 信号量 Semaphore：用来示意容许同时拜访指定资源的许可数（线程数）
- 区别：
| 区别 | CountDownLatch | CyclicBarrier | Semaphore |
|---|---|---|---|
| 可应用次数 | 单次 | 屡次（循环应用） | 屡次（循环应用） |
| 线程的阻塞 | 阻塞单个（多个）线程，以期待其余线程的执行 | 多个线程之间的互相阻塞 | 超过许可数，会阻塞 |
| 场景 | 1. 计数器 2. 统计工作执行时长 3. 多人对战游戏的开局期待 |
1. 大事化小，再合并 2. 多人对战游戏的团战 |
1. 数据库连接池 |
参考内容：
- 《Java并发编程实战》
- 《实战Java高并发》
后记
学习之路，真够长，共勉之
写在最初：
愿你的意中人亦是中意你之人
转载请注明原文链接：关于java:Java并发工具篇
