Java：线程并发工具类

时间 2019-12-04

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1、CountDownLatch
1.应用场景
在实际多线程并发开发过程当中，咱们会遇见不少等待子线程完毕后在继续执行的状况，（如多个子线程下载文件，全部子线程执行完毕后再重命名为文件名）。
2.使用方式
CountDownLatch的构造函数接受一个int类型的参数做为计数器，调用countDwon()方法，计数器减1，await()方法阻塞当前线程，直到计数器变为0；、
补充：
计数器为0的时候，调用awaite()方法不会阻塞主线程；
初始化后，不能修改计数器的值；
可使用await(long time,TimeUnit unit)等待特定时间后，就不阻塞主线程； java

3.实例代码数据库

public class Main {   
    //等待2个子线程执行完毕，计数器为2   
    static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);   
   
    public static void main(String[] args) {   
        System.out.println("start subThread doing...");   
        //建立并开启2个子线程   
        SubThread subThread1 = new SubThread();   
        SubThread subThread2 = new SubThread();   
        subThread1.start();   
        subThread2.start();   
   
        try {   
            //阻塞主线程，等待子线程结束   
            countDownLatch.await();   
        } catch (InterruptedException e) {   
            e.printStackTrace();   
        }   
   
        System.out.println("subThread are finish...");   
    }   
   
    static class SubThread extends Thread {   
        @Override   
        public void run() {   
            //模拟执行任务   
            try {   
                sleep(3000);   
            } catch (InterruptedException e) {   
                e.printStackTrace();   
            }   
            //子线程执行完毕，减小计数器   
            System.out.println(getName() + " done...");   
            countDownLatch.countDown();   
        }   
    }   
}

运行结果：当Thread-一、Thread-0两个子线程执行完毕后，在运行main线程后续的逻辑多线程

start subThread doing... 
    Thread-1 done... 
    Thread-0 done... 
    subThread are finish...

2、CyclicBarrier
1.应用场景
若是当你碰见须要让一组线程达到同一个屏障（同步点）时被阻塞，直到最后一个线程达到屏障时，屏障才会打开的状况。
2.使用方式
CycliBarrier默认的构造方法CyclicBarrier(int parties)，参数标识屏障拦截的线程个数，每一个线程调用await()方法告诉SyclicBarrier咱们已经达到屏障了，而后当前线程被阻塞。当全部子线程都达到屏障后，则继续执行子线程的后续逻辑。
补充：
CyclicBarrier还提供了一个更高级的函数CyclicBarrier(int parties,Runnable barrierAction），用于在线程达到屏障时，优先执行barrierAction。
3.实例代码 并发

public class Main { 
    //拦截2个子线程屏障 
    static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(2); 
 
    public static void main(String[] args) { 
        System.out.println("start subThread doing..."); 
        SubThread subThread1 = new SubThread(); 
        SubThread subThread2 = new SubThread(); 
        subThread1.start(); 
        subThread2.start(); 
    } 
 
    static class SubThread extends Thread { 
        @Override 
        public void run() { 
            try { 
                System.out.println(getName() + " doing first things."); 
                //模拟子线程执行第一个任务 
                sleep(3000); 
                System.out.println(getName() + " done first things."); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
             
            try { 
                //完成第一个任务，告知达到屏障 
                cyclicBarrier.await(); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } catch (BrokenBarrierException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
 
 
            //全部子线程都完成第一个任务后，继续运行每一个子线程的下一个任务 
            System.out.println(getName() + " doing other things."); 
        } 
    } 
}

运行结果：当子线程都执行完第一个任务到达屏障后，执行下一个任务 ide

start subThread doing... 
Thread-0 doing first things. 
Thread-1 doing first things. 
Thread-1 done first things. 
Thread-0 done first things. 
Thread-0 doing other things. 
Thread-1 doing other things.

3、Semaphore
1.应用场景
多线程访问公共资源的状况在开发过程当中常常碰见，如数据库链接，可能开启几十个线程进行并发读取，可是考虑到数据库链接性能和消耗，咱们必须控制10个线程哪一个是链接数据库。Semaphore就是用来控制同时访问特定资源的线程数量。
2.使用方式
Semaphore的构造方法Semaphore(int permits)，permits标识许可证数量。执行任务前，acquire()方法获取一个许可证；任务执行完成后调用relese()方法归还许可证。没有得到许可证的子线程就阻塞等待。
补充：
tryAcquire()：尝试获取许可证；
intavaliablePermits()：返回信号量中当前许可证的个数；
intgetQueueLength()：返回正在等待获取许可证的线程个数；
booleanhasQueueThreads()：是否有线程正在等待许可证；
reducePermits(int reduction)：减小reduction个许可证；
getQueuedThreads()：返回全部等待获取许可证的线程集合；
3.实例代码 函数

public class Main { 
    //建立2个许可证 
    static Semaphore semaphore = new Semaphore(2); 
 
    public static void main(String[] args) { 
        System.out.println("start subThread doing..."); 
        //同时开启4个子线程运行 
        for (int i = 0; i < 4; i++) { 
            SubThread subThread = new SubThread(); 
            subThread.start(); 
        } 
    } 
 
    static class SubThread extends Thread { 
        @Override 
        public void run() { 
            try { 
                //执行任务前获取许可证 
                semaphore.acquire(); 
                System.out.println(getName() + "doing things."); 
                sleep(3000); 
                //执行完任务释放许可证 
                semaphore.release(); 
                System.out.println(getName() + "finish things."); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } 
    } 
}

运行结果：同时只有2个线程运行，当某个线程运行完毕释放许可后，下一个线程才获取许可运行；性能

start subThread doing... 
Thread-0doing things. 
Thread-1doing things. 
Thread-1finish things. 
Thread-2doing things. 
Thread-0finish things. 
Thread-3doing things. 
Thread-2finish things. 
Thread-3finish things.

4、Exchanger
1.应用场景
在某些实际业务如流水录入中，为了不错误。采用两我的同时录入，并对比录入的结果是否一致。Exchanger用于进行线程之间的数据交换，它提供了一个同步点，两个线程能够交换彼此的数据。
2.使用方式
两个线程经过exchange()方法交换数据，若是一个线程执行exchange()方法，它会一直等待第二个线程也执行exchange()方法。当两个线程都达到同步点时，就能够交换数据，将本线程产生的数据传递给对方。
3.实例代码 ui

public class Main { 
    //用户线程间交换数据(String)对象exchanger 
    static Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>(); 
 
    public static void main(String[] args) { 
        //建立2个子线程分别执行 
        SubThread1 subThread1 = new SubThread1(); 
        SubThread2 subThread2 = new SubThread2(); 
        subThread1.start(); 
        subThread2.start();  
    } 
 
    static class SubThread1 extends Thread { 
        @Override 
        public void run() { 
            try { 
                System.out.println(getName() + "start doing..."); 
                //模拟执行完成后，获取结果result1，并将result1交换给对方线程 
                sleep(3000); 
                String result1 = "3000"; 
                String result2 = exchanger.exchange(result1); 
                //待两个线程都执行完毕后，交换数据进行比较 
                System.out.println(getName() + " thread1 result:" + result1 + " is equals thread2 result:" + result2 + 
                        "," + result1.equals(result2)); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } 
    } 
 
    static class SubThread2 extends Thread { 
        @Override 
        public void run() { 
            try { 
                System.out.println(getName() + "start doing..."); 
                //模拟执行完成后，获取结果result2，并将result2交换给对方线程 
                sleep(2000); 
                String result2 = "2000"; 
                String result1 = exchanger.exchange(result2); 
                //待两个线程都执行完毕后，交换数据进行比较 
                System.out.println(getName() + " thread1 result:" + result1 + " is equals thread2 result:" + result2 + 
                        "," + result1.equals(result2)); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } 
    } 
}

运行结果：线程1优先执行完毕，等待线程0执行完毕后，交换数据分别进行结果比较线程

Thread-1start doing... 
Thread-0start doing... 
Thread-1finish doing... 
Thread-0finish doing... 
Thread-0 thread1 result:3000 is equals thread2 result:2000,false 
Thread-1 thread1 result:3000 is equals thread2 result:2000,false