在并发编程中,Java给我们提供了一些常用的工具类,帮助很好的解决问题,提高性能!
CountDownLatch
首先思考一下这个问题:
在多线程并发环境下,如何实现精确访问控制?
看我的文章的人会知道,使用Condition可以达到精确控制,但是我们有没有其它方法呢?
我们来看一段代码,需求如下:
等待其余六个线程跑完,然后再执行main线程
public class CountDownLatchDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(6);
for (int i =1; i <= 6; i++) {
new Thread(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Start");
countDownLatch.countDown();
},String.valueOf(i)).start();
}
countDownLatch.await();//只要计数器没有归零,我们就一直阻塞
// 想实现的目标:等待上面的6个线程跑完在执行 主线程的 end
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " End");
}
}
运行结果如下:

这样看不出来是不是因为CountDownLatch的缘故,所以我们看下用CountDownLatch之前的运行结果
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(6);
for (int i =1; i <= 6; i++) {
new Thread(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Start");
// countDownLatch.countDown();
},String.valueOf(i)).start();
}
// countDownLatch.await();//只要计数器没有归零,我们就一直阻塞
// 想实现的目标:等待上面的6个线程跑完在执行 主线程的 end
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " End");
}
}

我们可以看到没有使用CountDownLatch的时候,main线程总是先执行。
拿我们生活中的关门为例,就能形象的理解它的作用了。

从上面的代码上我们也可以看到,CountDownLatch就两个方法。await 会阻塞等待计数器归零 , countDown 计数器-1,当计数器变为0的时候,就会放行!也就是当所有的人都出了教室之后才关上门。所以我们如果想让某个线程执行完之后,再执行其它的线程的时候可以用CountDownLatch。
CyclicBarrier
既然有减法计数器,那一定有对应的加法计数器,CyclicBarrier就是加法计数器,我们来看一下它的应用。
小时候看过七龙珠都知道,只有集齐七颗龙珠才可以召唤神龙,我们看下用代码怎么实现:
public class CyclicBarrierDemo {
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(7,()->{
System.out.println("召唤神龙成功!");
});
//集齐龙珠
for (int i = 1; i <= 7; i++) {
final int tempInt=i;
new Thread(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"收齐了第"+tempInt+"颗龙珠");
//线程阻塞1 2 3 4 5 6 7
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}
}

当我们没有集齐看下什么情况:

我们可以看到,当我们只集齐6颗龙珠的时候,程序是一直阻塞在那里。它的原理我们可以看官方的解释
我们可以看到它的核心构造方法,当满足我们设定的parties的值的话,就会触发后面的线程执行。代码中我们没执行一个线程就让它await一次,循环七次之后阻塞的线程数刚好达到我们设置的值,所以会触发后面的线程。
Semaphore
Semaphore是一个信号量,我们生活中随处都可以看见信号量,例如红绿灯,进入车场的指示灯。有了信号量可以很好的管理资源的使用,下面我们以抢车位为例来看下它的用法:
public class SemaphoreDemo {
public static void main(String[] args) {
//模拟3个车位
Semaphore semaphore=new Semaphore(3);
//模拟6个车
for (int i =1; i <= 6; i++) {
new Thread(()->{
try {
semaphore.acquire();//获得资源!
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到了车位");
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"离开了车位");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
semaphore.release(); // 释放!
}
},String.valueOf(i)).start();
}
}
}

本文深入探讨了Java并发编程中三种核心工具类:CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore的应用场景与工作原理。通过生动的例子,如使用CountDownLatch确保主线程等待子线程完成、CyclicBarrier收集龙珠召唤神龙及Semaphore管理有限资源如车位,详细解析了这些工具如何提高多线程程序的效率和准确性。
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