Java并發(fā)編程之常用的輔助類詳解
問(wèn)題描述:假如有7個(gè)同學(xué)晚上上自習(xí),鑰匙在班長(zhǎng)手上,并且要負(fù)責(zé)鎖門(mén)。班長(zhǎng)必須要等所有人都走光了,班長(zhǎng)才能關(guān)燈鎖門(mén)。這6個(gè)同學(xué)的順序是無(wú)序的,不知道它們是何時(shí)離開(kāi)。6個(gè)同學(xué)各上各的自習(xí),中間沒(méi)有交互。假如說(shuō)6個(gè)學(xué)生是普通線程,班長(zhǎng)是主線程,如何讓主線程要等一堆線程運(yùn)行完了,主線程才能運(yùn)行完成呢。
public class CountDownLatchDemo {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubfor(int i=1;i<=6;i++){new Thread(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'t離開(kāi)教室');},String.valueOf(i)).start();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'t班長(zhǎng)關(guān)門(mén)走人');}}
運(yùn)行結(jié)果截圖
最后還有三個(gè)人被鎖在教師了,這樣可能會(huì)發(fā)生事故,所以肯定不行的。
我們要想實(shí)現(xiàn)這樣的效果,就是等其它線程全部走完了,主線程才能運(yùn)行。就需要借助JUC中的CountDownLatch類
1.2.CountDownLatch類簡(jiǎn)介:1.2.1 CountDownLatch概念CountDownLatch是一個(gè)同步工具類,用來(lái)協(xié)調(diào)多個(gè)線程之間的同步,或者說(shuō)起到線程之間的通信(而不是用作互斥的作用)。
CountDownLatch能夠使一個(gè)線程在等待另外一些線程完成各自工作之后,再繼續(xù)執(zhí)行。使用一個(gè)計(jì)數(shù)器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。計(jì)數(shù)器初始值為線程的數(shù)量。當(dāng)每一個(gè)線程完成自己任務(wù)后,計(jì)數(shù)器的值就會(huì)減一。當(dāng)計(jì)數(shù)器的值為0時(shí),表示所有的線程都已經(jīng)完成一些任務(wù),然后在CountDownLatch上等待的線程就可以恢復(fù)執(zhí)行接下來(lái)的任務(wù)。
CountDownLatch說(shuō)明:count計(jì)數(shù),down倒計(jì)算,Latch開(kāi)始
1.2.3 CountDownLatch的用法某一線程在開(kāi)始運(yùn)行前等待n個(gè)線程執(zhí)行完畢。將CountDownLatch的計(jì)數(shù)器初始化為new CountDownLatch(n),每當(dāng)一個(gè)任務(wù)線程執(zhí)行完畢,就將計(jì)數(shù)器減1 countdownLatch.countDown(),當(dāng)計(jì)數(shù)器的值變?yōu)?時(shí),在CountDownLatch上await()的線程就會(huì)被喚醒。一個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景就是啟動(dòng)一個(gè)服務(wù)時(shí),主線程需要等待多個(gè)組件加載完畢,之后再繼續(xù)執(zhí)行。
CountDownLatch底層構(gòu)造函數(shù)源代碼
public CountDownLatch(int count) { if (count < 0) throw new IllegalArgumentException('count < 0'); this.sync = new Sync(count); }1.3.CountDownLatch案例:
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//6個(gè)同學(xué)正在上自習(xí),每個(gè)人就有一個(gè)1計(jì)數(shù)器,走1個(gè)數(shù)字減1,main線程啟動(dòng),必須要等計(jì)時(shí)器從6變成0,才能開(kāi)始。CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(6);for(int i=1;i<=6;i++){new Thread(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'t離開(kāi)教室');countDownLatch.countDown();//計(jì)算減少一個(gè)},String.valueOf(i)).start();}countDownLatch.await();//班長(zhǎng)前面需要被阻塞System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'t班長(zhǎng)關(guān)門(mén)走人');}
運(yùn)行結(jié)果截圖
這里每個(gè)人何時(shí)走并不知道, 但是可以保證每次都是班長(zhǎng)最后一個(gè)走。
1.4.原理總結(jié)CountDownLatch主要有兩個(gè)方法,當(dāng)一個(gè)或多個(gè)線程調(diào)用await方法時(shí),這些線程會(huì)被阻塞。
其它線程調(diào)用countDown方法將會(huì)使計(jì)數(shù)器減1(調(diào)用countDown方法的線程不會(huì)阻塞)
當(dāng)計(jì)數(shù)器的值變?yōu)?時(shí),因await方法阻塞的線程會(huì)被喚醒,繼續(xù)執(zhí)行。
2.CyclicBarrier2.1.CyclicBarrier簡(jiǎn)介cyclic循環(huán),barrier屏障。
從字面上的意思可以知道,這個(gè)類的中文意思是“循環(huán)柵欄”。大概的意思就是一個(gè)可循環(huán)利用的屏障。
它的作用就是會(huì)讓所有線程都等待完成后才會(huì)繼續(xù)下一步行動(dòng)。
上面班長(zhǎng)關(guān)門(mén)的例子是做倒計(jì)時(shí),這里是反過(guò)來(lái),做加法,數(shù)到多少就開(kāi)始。
比如人到齊了,再開(kāi)會(huì)。,舉個(gè)例子,就像生活中我們會(huì)約同事一起去開(kāi)會(huì),有些同事可能會(huì)早到,有些同事可能會(huì)晚到,但是這個(gè)會(huì)議規(guī)定必須等到所有人到齊之后才會(huì)讓我們正式開(kāi)會(huì)。這里的同事們就是各個(gè)線程,會(huì)議就是 CyclicBarrier。
構(gòu)造方法
public CyclicBarrier(int parties)public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
解析:
parties 是參與線程的個(gè)數(shù)
第二個(gè)構(gòu)造方法有一個(gè) Runnable 參數(shù),這個(gè)參數(shù)的意思是最后一個(gè)到達(dá)線程要做的任務(wù)
我們通常用第二個(gè)構(gòu)造函數(shù)。
2.2.案例:集齊7顆龍珠召喚神龍public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubCyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(7,()->{System.out.println('召喚神龍');});for(int i=1;i<=7;i++){final int tempInt=i;new Thread(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'t收集到第'+tempInt+'顆龍珠');try {//某個(gè)線程收集到了龍珠只能先等著,等龍珠收齊了才能召喚神龍cyclicBarrier.await();} catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}},String.valueOf(i)).start();;}}
截圖
前面討論的問(wèn)題都是多對(duì)一的問(wèn)題,我們現(xiàn)在可以討論多對(duì)多的問(wèn)題了。
假設(shè)有7個(gè)兄弟開(kāi)車(chē)上班,而現(xiàn)在只有4個(gè)車(chē)位。7部車(chē)并列開(kāi)進(jìn)4個(gè)車(chē)位,每個(gè)車(chē)停了多長(zhǎng)時(shí)間未知,資源被占用完了。假設(shè)有一個(gè)車(chē)只停了2s,那么它走了,外面的車(chē)又可以進(jìn)來(lái)了。走一個(gè)進(jìn)一個(gè),最后全部都可以進(jìn)去。而semophore就是控制多線程的并發(fā)策略。
簡(jiǎn)單理解來(lái)說(shuō),Semaphore:信號(hào)量主要用于兩個(gè)目的:一個(gè)是用于多個(gè)共享資源的互斥使用;另一個(gè)用于并發(fā)線程數(shù)量的控制。
Semaphore類有兩個(gè)重要方法
1、semaphore.acquire();請(qǐng)求一個(gè)信號(hào)量,這時(shí)候信號(hào)量個(gè)數(shù)-1,當(dāng)減少到0的時(shí)候,下一次acquire不會(huì)再執(zhí)行,只有當(dāng)執(zhí)行一個(gè)release()的時(shí)候,信號(hào)量不為0的時(shí)候才可以繼續(xù)執(zhí)行acquire
2、semaphore.release();釋放一個(gè)信號(hào)量,這時(shí)候信號(hào)量個(gè)數(shù)+1,
3.2.搶車(chē)位問(wèn)題public static void main(String[] args) {//模擬6部車(chē)搶3個(gè)空車(chē)位Semaphore semaphore=new Semaphore(3);//模擬資源類,有3個(gè)空車(chē)位for(int i=1;i<=6;i++){new Thread(()->{try {//誰(shuí)先搶到了,誰(shuí)就占一個(gè)車(chē)位,并且要把semaphore中的資源數(shù)減1semaphore.acquire();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'t搶占到了車(chē)位');TimeUnit.SECONDS.sleep(3);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'t離開(kāi)了車(chē)位');} catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}finally{//釋放車(chē)位semaphore.release();}},String.valueOf(i)).start();}}
運(yùn)行結(jié)果截圖:
在信號(hào)量上我們定義兩種操作:
acquire(獲取)當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用acquire操作時(shí),它要么通過(guò)成功獲取信號(hào)量(信號(hào)量減1),要么一直等待下去,直到有線程釋放信號(hào)量,或超時(shí)。
release(釋放)實(shí)際上會(huì)將信號(hào)量的值加1,然后喚醒等待的線程。
信號(hào)量主要用于兩個(gè)目的:一個(gè)是用于多個(gè)共享資源的互斥使用;另一個(gè)用于并發(fā)線程數(shù)量的控制
如果把資源數(shù)從3變成1了,此時(shí)就等價(jià)于synchronized。
總結(jié)到此這篇關(guān)于Java并發(fā)編程之常用的輔助類的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java并發(fā)編程常用輔助類內(nèi)容請(qǐng)搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)!
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