Java中的并发工具

在JDK的并发包里面提供了几个很是有用的并发工具，CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore工具类提供了一种并发控制流程的手段。

1、CountDownLatch

CountDownLatch是一个同步辅助类，在完成一组正在其余线程中执行的操做以前，它运行一个或者多个线程一直处于等待状态。

CountDownLatch中有两个关键的方法

public void countDown() {}

public boolean await(long timeout, TimeUnit unit){}

CountDownLatch是一个计数器，在它的构造方法中须要指定一个值，用来设定计数的次数。

每调用一次countDown()方法，数值便会减一，CountDownLatch会一直阻塞着调用await()方法的线程

直到计数器的值变为0。

设想有这样一个功能须要Thread一、Thread二、Thread三、Thread4四条线程分别统计C、D、E、F

四个盘的大小，全部线程都统计完毕交给主线程去作汇总，利用CountDownLatch来完成就很是轻松。

package com.dreyer.javadoc.thread;



import java.util.Date;

import java.util.Random;

import java.util.concurrent.*;



/**

 * @description CountDownLatch

 * @author: Dreyer

 * @date: 16/5/14 下午11:41

 */

public class CountDownLatchDemo {

    /**

     *

     */

    private static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(4);



    /**

     * 线程池

     */

    private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);



    /**

     * 开启的线程数

     */

    private static int THREAD_COUNT = 4;





    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {

            executor.execute(new Runnable() {

                public void run() {

                    try {

                        // 模拟业务逻辑的耗时

                        int timer = new Random().nextInt(5);

                        TimeUnit.SECONDS.sleep(timer);



                        System.out.printf("%s时完成磁盘的统计任务,耗费%d秒.\n", new Date().toString(), timer);

                        // 业务处理完成以后,计数器减一

                        countDownLatch.countDown();

                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();

                    }

                }

            });

        }

        // 主线程一直被阻塞,直到countDownLatch的值为0

        countDownLatch.await();

        System.out.printf("%s时所有任务都完成,执行合并计算.\n", new Date().toString());

        executor.shutdown();

    }

}

2、CyclicBarrier

CyclicBarrier要作的事情是，让一组线程到达一个屏障（也能够叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，全部被屏障拦截的线程才会继续运行。

CyclicBarrier初始化的时候，设置一个屏障数。线程调用await()方法的时候，这个线程就会被阻塞，当调用await()的线程数量到达屏障数的时候，主线程就会取消全部被阻塞线程的状态。

其构造方法以下：

public CyclicBarrier(int parties){}

参数parties则为初始化时的屏障数

CyclicBarrier还提供一个更高级的构造函数

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {}

用于在线程到达屏障时，优先执行barrierAction，方便处理更复杂的业务场景

例如，用一个Excel保存了用户全部的银行流水，每一个sheet保存一个帐户近一年的每笔交易流水，如今须要统计用户的日均交易流水，先用多线程处理每一个sheet里的交易流水，都处理完后，获得每一个sheet的日均交易流水，最后再用barrierAction用这些线程的计算结果，计算出整个Excel的日均银行流水，代码以下：

package com.dreyer.javadoc.thread;



import java.util.Map;

import java.util.concurrent.*;



/**

 * @description 银行交易流水服务类

 * @author: Dreyer

 * @date: 16/5/15 上午11:29

 */

public class BankWaterService implements Runnable {

    /**

     * 建立4个屏障,处理完以后,执行当前类的run方法

     */

    private CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(4, this);



    /**

     * 启动4个线程

     */

    private Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(4);



    /**

     * 保存每一个sheet计算出来的银行交易流水结果

     */

    private ConcurrentHashMap<String, Integer> sheetBankWaterCount = new ConcurrentHashMap<String, Integer>();



    /**

     * 交易流水统计

     */

    private void count() {

        for (int i = 0; i < 4; i++) {

            executor.execute(new Runnable() {

                public void run() {

                    // 模拟计算当前sheet的银行交易流水数据的业务处理

                    sheetBankWaterCount.put(Thread.currentThread().getName(), 1);



                    // 银行交易流水计算完成后,插入一个屏障

                    try {

                        cyclicBarrier.await();

                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();

                    } catch (BrokenBarrierException e) {

                        e.printStackTrace();

                    }

                }

            });

        }

    }



    /**

     * 汇总计算结果

     */

    public void run() {

        int result = 0;

        for (Map.Entry<String, Integer> sheet : sheetBankWaterCount.entrySet()) {

            result += sheet.getValue();

        }

        // 设置计算结果,并输出

        sheetBankWaterCount.put("result", result);

        System.out.println(result);



    }

    public static void main(String[] args) {

        BankWaterService service = new BankWaterService();

        service.count();

    }

}

3、Semapphore

Semaphore被用于控制特定资源在同一个时间被访问的线程数量，它经过协调各个线程，以保证资源能够被合理的使用。

作个比喻，把Semaphore比做是控制流量的红绿灯，好比xx马路要如今流量，只容许同时有一百辆车在马路上行驶，其余的都必须在路口等待，因此前一百辆会看到绿灯，能够开进马路，后面的车会看到红灯，不能开进马路，可是若是前面一百辆车中有5辆已经离开了马路，那后面就容许有5辆车驶入马路，这里例子里说的车就是线程，驶入马路就表明线程正在执行，离开马路就表示线程执行完成，看到红灯就表明线程被阻塞，不能执行。

应用场景

Semaph能够用来作流量限制，特别是公共资源有限的应用场景，好比说数据库链接。

假若有一个需求，要读取几万个文件的数据，由于都是IO密集型人物，咱们能够启动几十个线程并发的读取，可是若是读取到内存后，还须要储存到数据库，而数据库的链接数只有10个，这时候咱们就必须控制只有10个线程同时获取到数据库链接，不然会抛出异常提示没法链接数据库。针对这种状况，咱们就可使用Semaphore来作流量控制。代码以下：

package com.dreyer.javadoc.thread;



import java.util.concurrent.*;



/**

 * @description

 * @author: Dreyer

 * @date: 16/5/15 上午11:59

 */

public class SemaphoreDemo {

    /**

     * 线程数量

     */

    private static final int THREAD_COUNT = 30;



    /**

     * 线程池

     */

    private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);



    private static Semaphore semaphore = new Semaphore(10);





    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {

            executor.execute(new Runnable() {

                public void run() {

                    try {

                        // 获取一个"许可证"

                        semaphore.acquire();



                        // 模拟数据保存

                        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

                        System.out.println("save date...");



                        // 执行完后,归还"许可证"

                        semaphore.release();

                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();

                    }

                }

            });

        }

        executor.shutdown();

    }

}

在代码中，虽然有30个线程在执行，可是只运行10个并发的执行。因此咱们能够看到在执行的过程当中

save data...是每10输出的。

Semaphore的构造方法Semaphore(int permits)接受一个整形的数字，表示可用的许可证数量。

Semaphore(10)表示运行10个线程获取许可证，也就是最大的并发数是10。

Semaphore的用法也很简单，首先使用Semaphore.acquire()方法获取一个许可证，使用完以后调用

release()方法归还许可证。