CountDownLatch 简单学习

本文探讨了如何使用并发编程技术计算一组人员跑步的总时间,并通过CountDownLatch和CyclicBarrier实现任务间的同步与等待。文章详细介绍了如何利用Java并发库中的组件来优化并行执行效率。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.FutureTask;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class TestCountDownLatch {
private static List<String> mans = new ArrayList<String>();
private static CyclicBarrier barrier = null;
private static AtomicInteger costTimes = new AtomicInteger(0);

static {
mans.add("andy");
mans.add("jack");
mans.add("lili");
mans.add("alan");
mans.add("bill");
//barrier = new CyclicBarrier(mans.size() + 1);
}

public static class Walk implements Runnable {
private AtomicInteger ct = new AtomicInteger(0);
private String name;
private CountDownLatch latch;

public Walk(String name, AtomicInteger countTime, CountDownLatch cdl) {
ct = countTime;
this.name = name;
// latch = cdl;
}

@Override
public void run() {
int walkTime = new Random().nextInt(20);
try {
if ("lili".equals(name)) {
Thread.sleep(10000);
} else
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

}
System.out.println(name + " walk " + walkTime + "min");

// ct.addAndGet(walkTime);
// try {
// // barrier.await();
// latch.countDown();
// } catch (Exception e) {
//
// }

System.out.println(name + " walk over!");
System.out.println("all person walk " + ct.addAndGet(walkTime));
}

}

public static class Walk1 implements Callable<Integer> {
private String name;

public Walk1(String n) {
this.name = n;
}

@Override
public Integer call() {
int walkTime = new Random().nextInt(20);
try {
if ("lili".equals(name)) {
Thread.sleep(10000);
} else
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

}
System.out.println(name + " walk " + walkTime + "min");
return walkTime;
}

}

public static void main(String[] args) throws Exception {
// try {
// CountDownLatch latch = new CountDownLatch(mans.size());
// ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(mans.size());
// for (String str : mans) {
// es.submit(new Walk(str, costTimes, latch));
// }
//
// es.shutdown();
// // latch.await();
// //barrier.await();
// System.out.println("TOTAL COST:" + costTimes + "min");
// } catch (Exception e) {
// System.out.println(e.getMessage());
// } finally {
//
// }

List<Future<Integer>> tasks = new ArrayList<Future<Integer>>();
ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(mans.size());
for (String str : mans) {
Walk1 w = new Walk1(str);
FutureTask<Integer> f = new FutureTask<Integer>(w);
tasks.add(f);
es.submit(f);
}

es.shutdown();
Integer costTimes = 0;
for (Future<Integer> f : tasks) {
costTimes += f.get();
}

System.out.println("TOTAL COST:" + costTimes + "min");
}
}


计算几个人跑步总时间。。。
<think>好的,用户之前问过Phaser和CyclicBarrier的区别,现在又想知道它们和CountDownLatch的区别。我需要先回顾之前的内容,确保这次回答连贯。 用户可能是在学习Java并发工具,想搞清楚各个同步器的适用场景。他们可能对每个类的核心功能和使用场景还有些混淆,特别是CountDownLatch和其他两者的区别。 首先,CountDownLatch和CyclicBarrier、Phaser的主要区别在于使用机制。CountDownLatch是一次性的,计数器不能重置,而CyclicBarrier可以循环使用,Phaser更灵活,支持动态调整线程数和分阶段。 需要分点对比,明确每个类的特点,比如计数器是否可重置、线程角色、触发条件等。用户可能需要具体的例子来理解不同场景下的应用,比如CountDownLatch用于主线程等待多个子线程完成,而CyclicBarrier用于线程之间相互等待。 另外,要注意避免技术术语过多,用简单的中文解释,可能的话给出代码示例。同时,总结部分要简明,帮助用户快速决策何时使用哪个工具。 检查是否有遗漏的关键区别,比如CountDownLatch的计数器由主线程控制,而CyclicBarrier由子线程自己触发。还要提到Phaser的动态性,这是其他两个不具备的。 最后,确保结构清晰,使用对比表格,让用户一目了然。可能用户需要实际应用中的指导,比如何时选择哪个类,所以总结部分要强调各自的适用场景。</think>`CountDownLatch`、`CyclicBarrier` 和 `Phaser` 都是 Java 并发编程中的同步工具类,但设计目标和应用场景不同。以下是它们的核心区别: --- ### **1. CountDownLatch(倒计时锁存器)** #### **核心功能** - **目的**:允许一个或多个线程等待**其他线程完成操作**(等待一组事件发生)。 - **单向等待**:通过计数器机制,主线程(或其他线程)调用 `await()` 等待计数器归零,工作线程完成任务后调用 `countDown()` 减少计数器。 - **一次性**:计数器归零后不可重置(若需要重复使用,需重新创建实例)。 #### **使用场景** - **主线程等待子线程初始化完成**:例如启动服务时,主线程等待所有子模块初始化完毕。 - **并行任务完成后汇总结果**:多个线程处理任务,主线程等待所有结果返回。 #### **代码示例** ```java CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3); // 初始化计数器为3 // 工作线程完成任务后减少计数器 new Thread(() -> { doWork(); latch.countDown(); // 计数器-1 }).start(); // 主线程等待计数器归零 latch.await(); System.out.println("所有任务已完成"); ``` --- ### **2. CyclicBarrier(循环屏障)** #### **核心功能** - **目的**:让一组线程**相互等待**,直到所有线程到达屏障后,再一起继续执行。 - **多线程协作**:所有线程都是对等的,需主动调用 `await()` 等待其他线程。 - **可重复使用**:所有线程到达屏障后,计数器自动重置,可继续用于下一轮同步。 #### **使用场景** - **分阶段并行任务**:例如多线程分别处理数据的不同部分,全部处理完后合并结果。 - **模拟并发请求**:多个线程同时就绪后发起请求。 #### **代码示例** ```java CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> { System.out.println("所有线程已就绪,开始执行下一阶段"); }); // 三个线程相互等待 for (int i = 0; i < 3; i++) { new Thread(() -> { doWork(); barrier.await(); // 等待其他线程 }).start(); } ``` --- ### **3. Phaser(阶段器)** #### **核心功能** - **目的**:比 `CyclicBarrier` 更灵活的同步器,支持**分阶段的多线程协作**和**动态调整参与线程数**。 - **动态性**:允许线程随时注册(`register()`)或注销(`arriveAndDeregister()`)。 - **多阶段控制**:自动推进到下一阶段(类似多个 `CyclicBarrier` 串联)。 #### **使用场景** - **动态任务分解**:例如游戏关卡中,每个关卡需要不同数量的线程协作。 - **分层任务**:多阶段流水线处理(如数据处理 → 验证 → 存储)。 --- ### **4. 三者的核心区别** | 特性 | CountDownLatch | CyclicBarrier | Phaser | |---------------------|-------------------------------|-----------------------------|----------------------------------| | **设计目标** | 等待事件完成 | 线程相互等待 | 动态分阶段的线程协作 | | **线程角色** | 主线程等待子线程 | 子线程相互等待 | 动态注册的子线程分阶段协作 | | **计数器重置** | 一次性(不可重置) | 自动重置(可循环使用) | 自动分阶段(无需手动重置) | | **动态调整线程数** | 不支持 | 不支持 | 支持(注册/注销) | | **触发条件** | 计数器归零 | 所有线程到达屏障 | 所有注册线程完成当前阶段 | | **触发动作** | 无 | 可定义屏障触发的回调任务 | 每个阶段结束后可自定义逻辑 | --- ### **5. 使用场景总结** - **CountDownLatch**: **主线程等待多个子线程完成初始化**(如服务启动时等待资源加载完成)。 - **CyclicBarrier**: **多个子线程需要相互等待后继续执行**(如并行计算的分阶段汇总结果)。 - **Phaser**: **动态线程数的多阶段协作**(如游戏关卡中,不同关卡需要不同数量的线程参与)。 --- ### **关键区别示例** - **CountDownLatch vs CyclicBarrier**: - `CountDownLatch` 的计数器由外部线程(如主线程)控制等待,而 `CyclicBarrier` 的计数器由子线程自身通过 `await()` 控制。 - `CountDownLatch` 是“主等子”,`CyclicBarrier` 是“子等子”。 - **CyclicBarrier vs Phaser**: - `CyclicBarrier` 的线程数固定,`Phaser` 的线程数可动态调整。 - `Phaser` 天然支持多阶段,而 `CyclicBarrier` 需手动重置才能进入下一阶段。
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