CountDownLatch和CyclicBarrier和Semaphore

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有关JUC包

先说一下，CountDownLatch和CyclicBarrier以及Semaphore都是在java1.5版本中提供的，JDK5.0提供的JUC（java.util.concurrent）包下的。
JUC包有Locks和Atomic包，还有很多接口和类：线程池Executor、ExecutorService、ThreadFactory接口，ConcurrentMap，多线程相关Future、Callable、Runnable Future等，还有阻塞队列。

总之，JUC是Java5开始提供的一个并发编程的工具类，用于定义类似于线程的自定义子系统，包括线程池、异步IO和轻量级任务框架，还提供了设计用于多线程上下文中的并发Collection实现等。

CountDownLatch

闭锁是一种同步工具，可以延迟线程直到其达到其终止状态。

闭锁。在JUC包下，实现一种类似于计数器的功能：一个线程要等其他N个线程执行结束之后才能执行。

CountDownLatch 的三种典型用法

①**某一线程在开始运行前等待n个线程执行完毕。**将 CountDownLatch 的计数器初始化为n ：new CountDownLatch(n) ，每当一个任务线程执行完毕，就将计数器减1 countdownlatch.countDown()，当计数器的值变为0时，在CountDownLatch上 await() 的线程就会被唤醒。一个典型应用场景就是启动一个服务时，主线程需要等待多个组件加载完毕，之后再继续执行。

②实现多个线程开始执行任务的最大并行性。注意是并行性，不是并发，强调的是多个线程在某一时刻同时开始执行。类似于赛跑，将多个线程放到起点，等待发令枪响，然后同时开跑。做法是初始化一个共享的 CountDownLatch 对象，将其计数器初始化为 1 ：new CountDownLatch(1) ，多个线程在开始执行任务前首先 coundownlatch.await()，当主线程调用 countDown() 时，计数器变为0，多个线程同时被唤醒。

③死锁检测：一个非常方便的使用场景是，你可以使用n个线程访问共享资源，在每次测试阶段的线程数目是不同的，并尝试产生死锁。

其实就是刚开始的时候给共享变量赋予一个初始值，（结合AQS中的CLH队列来解释）例如state=3，那么主线程就await()之后，每次到达一个线程就countDown()一次，state=state-1，直到state=0时，其他县城全部执行完毕，主线程等待结束，开始执行任务。

CountDownLatch只有一个构造器:

public CountDownLatch(int count) {  };  //参数count为计数值

CountDownLatch类中的主要方法：

public void await() throws InterruptedException { };   //调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };  //和await()类似，只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行
public void countDown() { };  //将count值减1

CyclicBarrier

回环栅栏。在JUC包下，实现一组线程互相等待直到全部都到达某一个状态再一起开始执行。
回环：所有线程都被释放之后cyclicBarrier可以被重用。CountDownLatch是不能重用的。
当线程调用await()方法之后，栅栏的计数器将增加1，线程就处于一个barrier的状态了。当计数器增加到parties时，栅栏就打开了。

构造器有两个：

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
}//parties表示有多少个线程or任务等待至barrier的状态；barrierAction表示的是当这些线程都达到barrier 状态时会执行的内容
 
public CyclicBarrier(int parties) {
}

await的两个方法：
下面的第一个方法常用，挂起当前线程直至所有的线程都达到一个barrier状态再同时开始执行后续任务。
第二个版本是让这些线程等待至一定的时间，如果还有线程没有到达barrier状态就直接让到达barrier的线程执行后续任务。

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException { };
public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException { };

Semaphore

在JUC包下，字面意思：信号量。
Semaphore可以控制同时访问的线程个数。synchronized 和 ReentrantLock 都是一次只允许一个线程访问某个资源，Semaphore(信号量)可以指定多个线程同时访问某个资源。

acquire()获取一个许可，如果没有就等待，release()释放一个许可。
两个构造器：1.正常；2.可公平

public Semaphore(int permits) {          //参数permits表示许可数目，即同时可以允许多少线程进行访问
    sync = new NonfairSync(permits);
}
public Semaphore(int permits, boolean fair) {    //这个多了一个参数fair表示是否是公平的，即等待时间越久的越先获取许可
    sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}

几个acquire()和release()方法：

public void acquire() throws InterruptedException {  }     //获取一个许可
public void acquire(int permits) throws InterruptedException { }    //获取permits个许可
public void release() { }          //释放一个许可
public void release(int permits) { }    //释放permits个许可

这4个方法都会被阻塞，如果想立即得到执行结果，可以使用下面几个方法：

public boolean tryAcquire() { };    //尝试获取一个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };  //尝试获取一个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits) { }; //尝试获取permits个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //尝试获取permits个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false

**availablePermits()**方法得到可用的许可数目。
举例：Semaphore表示一个机器的使用情况，一个机器只能被一个工人使用。

总结：

1）CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不同：
CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个其他线程执行完任务之后，它才执行；
而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行；
另外，CountDownLatch是不能够重用的，而CyclicBarrier是可以重用的。

2）Semaphore其实和锁有点类似，它一般用于控制对某组资源的访问权限。

CountDownLatch和CyclicBarrier的区别

看一下CountDownLatch和cyclicBarrier的具体例子：https://blog.youkuaiyun.com/x329357842/article/details/53239351
github资料 比较详细：https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/java/Multithread/AQS.md