JUC 三大辅助类 CountDownLatch CyclicBarrier Semaphore

JUC 中提供了三种常用的辅助类，通过这些辅助类可以很好的解决线程数量过多时 Lock 锁的频繁操作。这三种辅助类为：

• CountDownLatch: 减少计数

• CyclicBarrier: 循环栅栏

• Semaphore: 信号灯

减少计数 CountDownLatch

CountDownLatch 类可以设置一个计数器，然后通过 countDown 方法来进行 减 1 的操作，使用 await 方法等待计数器不大于 0，然后继续执行 await 方法 之后的语句。

• CountDownLatch 主要有两个方法，当一个或多个线程调用 await 方法时，这 些线程会阻塞

• 其它线程调用 countDown 方法会将计数器减 1(调用 countDown 方法的线程 不会阻塞)

• 当计数器的值变为 0 时，因 await 方法阻塞的线程会被唤醒，继续执行

场景: 6 个同学陆续离开教室后值班同学才可以关门。

//演示 CountDownLatch
public class CountDownLatchDemo {
    //6个同学陆续离开教室之后，班长锁门
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //创建CountDownLatch对象，设置初始值
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);

        //6个同学陆续离开教室之后
        for (int i = 1; i <=6; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 号同学离开了教室");

               //计数器减一,不会阻塞
                countDownLatch.countDown();

            },String.valueOf(i)).start();
        }

        //主线程 await 休息
        countDownLatch.await();

        

        //全部离开后自动唤醒主线程   是指计数器不大于 0，然后继续执行 await 方法之后的语句。
         System.out.println("全部离开了,现在的计数器为" + 
        countDownLatch.getCount());

        
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 班长锁门走人了");

    }
}

 

循环栅栏 CyclicBarrier

CyclicBarrier 看英文单词可以看出大概就是循环阻塞的意思，在使用中CyclicBarrier 的构造方法第一个参数是目标障碍数，每次执行 CyclicBarrier 一 次障碍数会加一，如果达到了目标障碍数，才会执行 cyclicBarrier.await()之后 的语句 。可以将 CyclicBarrier 理解为加 1 操作

常用的构造方法有：
CyclicBarrier(int parties，Runnable barrierAction)创建一个新的CyclicBarrier，它将在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，并在启动barrier时执行给定的屏障操作，该操作由最后一个进入barrier的线程操作

常用的方法有：
await() 在所有的参与者都已经在此barrier上调用await方法之前一直等待
 

场景: 集齐 7 颗龙珠就可以召唤神龙

//集齐7颗龙珠就可以召唤神龙
public class CyclicBarrierDemo {

    //创建固定值
    private static final int NUMBER = 7;

    public static void main(String[] args) {
        //创建CyclicBarrier
        CyclicBarrier cyclicBarrier =
                new CyclicBarrier(NUMBER,()->{
                    System.out.println("*****集齐7颗龙珠就可以召唤神龙");
                });

        //集齐七颗龙珠过程
        for (int i = 1; i <=7; i++) {
            new Thread(()->{
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 星龙被收集到了");
                    //等待
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

信号灯 Semaphore

Semaphore 的构造方法中传入的第一个参数是最大信号量（可以看成最大线程池），每个信号量初始化为一个最多只能分发一个许可证。使用 acquire 方法获得许可证 ， release 方法释放许可

场景: 抢车位, 6 部汽车 3 个停车位

具体常用的构造方法有：
Semaphore(int permits)创建具有给定的许可数和非公平的公平设置的Semapore

具体常用的方法有：
acquire()从此信号量获取一个许可，在提供一个许可前一直将线程阻塞，否则线程被中断
release() 释放一个许可，将其返回给信号量

设置许可数量Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
一般acquire(）都会抛出异常，release在finally中执行

//6辆汽车，停3个车位
public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Semaphore，设置许可数量
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

        //模拟6辆汽车
        for (int i = 1; i <=6; i++) {
            new Thread(()->{
                try {
                    //抢占
                    semaphore.acquire();

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 抢到了车位");

                    //设置随机停车时间
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(5));

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ------离开了车位");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    //释放
                    semaphore.release();
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}