CountDownLatch（闭锁）、Semaphore（信号量）、CyclicBarrier

1、CountDowmLatch（闭锁）（倒计数锁存器）

　　CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下，在完成某些运算时，只有其余全部线程的运算所有完成，当前运算才继续执行。

　　利用它能够实现相似计数器的功能。好比有一个任务A，它要等待其余4个任务执行完毕以后才能执行，此时就能够利用CountDownLatch来实现这种功能。

 1 final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);  2 new Thread(){  3     public void run() {  4         System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");  5         Thread.sleep(3000);  6         System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");  7  latch.countDown();  8  };  9 }.start(); 10 new Thread(){ 11     public void run() { 12         System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行"); 13         Thread.sleep(3000); 14         System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕"); 15  latch.countDown(); 16  }; 17 }.start(); 18 System.out.println("等待 2 个子线程执行完毕..."); 19 latch.await(); 20 System.out.println("2 个子线程已经执行完毕"); 21 System.out.println("继续执行主线程"); 22 }

2、Semaphore（信号量-控制同时访问的线程个数）

　　信号量能够控制同时访问的线程个数，经过acquire()获取一个许可，若是没有就等待，而经过release()释放一个许可。

Semaphore类中比较重要的几个方法：

　　1）public void acquire()：用来获取一个许可，若无许可可以得到，则会一直等待，知道得到许可。

　　2）public void acquire(int permits)：获取permits个许可。

　　3）public void release(){}：释放许可，注意，在释放许可以前，必须先得到许可。

　　4）public void release(int permits){}：释放permits个许可。

上面4个方法都会被阻塞，若是想当即获得执行结果，可使用下面几个方法：

　　1）public boolean tryAcquire()：尝试获取一个许可，若获取成功，则当即返回true，若获取失败，则当即返回false。

　　2）public boolean tryAcquire(long timeout,TimeUnit unit)：尝试获取一个许可，若在指定的时间内获取成功，则当即返回true，不然当即返回false。

　　3）public boolean tryAcquire(int permits)：尝试获取permits个许可，若获取成功，则当即返回true，若获取失败，则当即返回false。

　　4）public boolean tryAcquire(int permits,long timeout,TimeUnit unit)：尝试获取permits个许可，若在指定的时间内获取成功，则当即返回true，不然当即返回false。

　　5）还能够经过availablePermits()方法获得可用的许可数目。

　　例子：若一个工厂有5台机器，一台机器同时只能被一个工人使用，只有使用完了，其余工人才能继续使用。那么咱们就能够经过Semaphore来实现：

 1 int N = 8; //工人数
 2 Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //机器数目
 3 for(int i=0;i<N;i++){  4     new Worker(i,semaphore).start();  5 }  6 static class Worker extends Thread{  7     private int num;  8     private Semaphore semaphore;  9     public Worker(int num,Semaphore semaphore){ 10         this.num = num; 11         this.semaphore = semaphore; 12  } 13     public void run() { 14         try { 15  semaphore.acquire(); 16             System.out.println("工人"+this.num+"占用一个机器在生产..."); 17             Thread.sleep(2000); 18             System.out.println("工人"+this.num+"释放出机器"); 19  semaphore.release(); 20         } catch (InterruptedException e) { 21  e.printStackTrace(); 22  } 23  } 24 }

3、CyclicBarrier（回环栅栏-等待至barrier状态再所有同时执行）

　　回环栅栏，经过它能够实现让一组线程等待至某个状态以后再所有同时执行，叫作回环，是由于当全部等待线程都被释放之后，CyclicBarrier能够被重用。咱们暂且把这种状态叫作barrier，当调用await()方法以后，线程就处于barrier了。

　　CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法，它有两个重载版本：

　　　　1）public int await()：用来挂起当前线程，直至全部线程都到达barrier状态再同时执行后续任务。

　　　　2）public int await(long timeout,TimeUnit unit)：让这些线程等待至必定的时间，若是还有线程没有到达barrier状态就直接让到达barrier的线程执行后续任务。

　　具体使用以下：

 1  public static void main(String[] args) {  2      int N = 4;  3      CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);  4      for(int i=0;i<N;i++)  5          new Writer(barrier).start();  6  }  7  static class Writer extends Thread{  8      private CyclicBarrier cyclicBarrier;  9      public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) { 10          this.cyclicBarrier = cyclicBarrier; 11  } 12  public void run() { 13      try { 14          Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟线程须要预约写入数据操做
15 System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其余线程写入完毕"); 16  cyclicBarrier.await(); 17      } catch (InterruptedException e) { 18  e.printStackTrace(); 19      }catch(BrokenBarrierException e){ 20  e.printStackTrace(); 21  } 22      System.out.println("全部线程写入完毕，继续处理其余任务，好比数据操做"); 23  } 24  }

 

三者之间的联系与区别：

　　CountDownLatch和CyclicBarrier都可以实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不一样。CountDownLatch通常用于某个线程A等待若干个线程执行完任务以后，它才执行；而CyclicBarrier通常用于一组线程互相等待至某个状态，而后这一组线程再同时执行。另外，CountDownLatch是不可以重用的，而CyclicBarrier是能够重用的。

　　Semaphore其实和锁有点相似，它通常用于控制对某组资源的访问权限。