java并发包-tools

java并发包之tools

并发包java.util.concurrent
Tools:CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore和Exchanger

一.CountDownLatch(等待多线程完成)用法

CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下,利用它可以实现类似计数器的功能。
比如有一个任务A,它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行,此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了

CountDownLatch类只提供了一个构造器:

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

然后下面这3个方法是CountDownLatch类中最重要的方法:

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

例子

/**
 * <h3>study</h3>
 * <p>CountDownLatch用法</p>
 *
 * @author : ZhangYuJie
 * @date : 2022-01-03 17:49
 **/

public class CountDownLatchTest {
    public static void main(String[] args) {
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
        new Thread(()->{
            try {
                System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
                latch.countDown();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        new Thread(()->{
            try {
                System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
                latch.countDown();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        new Thread(()->{
            try {
                System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
                latch.countDown();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        try {
            System.out.println("等待3个子线程执行完毕...");
            latch.await();
            System.out.println("3个子线程已经执行完毕");
            System.out.println("继续执行主线程");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}
执行结果
"C:\Program Files\Java\jdk-11.0.11\bin\java.exe" -agentlib:jdwp=transport=dt_socket,address=127.0.0.1:53100,suspend=y,server=n -javaagent:C:\Users\ZhangYuJie\AppData\Local\JetBrains\IntelliJIdea2021.2\captureAgent\debugger-agent.jar -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "D:\workspace2021\study\target\classes;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-web\2.6.2\spring-boot-starter-web-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter\2.6.2\spring-boot-starter-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-logging\2.6.2\spring-boot-starter-logging-2.6.2.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-classic\1.2.9\logback-classic-1.2.9.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-core\1.2.9\logback-core-1.2.9.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-to-slf4j\2.17.0\log4j-to-slf4j-2.17.0.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-api\2.17.0\log4j-api-2.17.0.jar;D:\Repository\org\slf4j\jul-to-slf4j\1.7.32\jul-to-slf4j-1.7.32.jar;D:\Repository\jakarta\annotation\jakarta.annotation-api\1.3.5\jakarta.annotation-api-1.3.5.jar;D:\Repository\org\yaml\snakeyaml\1.29\snakeyaml-1.29.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-json\2.6.2\spring-boot-starter-json-2.6.2.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-databind\2.13.1\jackson-databind-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-annotations\2.13.1\jackson-annotations-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-core\2.13.1\jackson-core-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jdk8\2.13.1\jackson-datatype-jdk8-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jsr310\2.13.1\jackson-datatype-jsr310-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\module\jackson-module-parameter-names\2.13.1\jackson-module-parameter-names-2.13.1.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-tomcat\2.6.2\spring-boot-starter-tomcat-2.6.2.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-core\9.0.56\tomcat-embed-core-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-el\9.0.56\tomcat-embed-el-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-websocket\9.0.56\tomcat-embed-websocket-9.0.56.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-web\5.3.14\spring-web-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-beans\5.3.14\spring-beans-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-webmvc\5.3.14\spring-webmvc-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-aop\5.3.14\spring-aop-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-context\5.3.14\spring-context-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-expression\5.3.14\spring-expression-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-devtools\2.6.2\spring-boot-devtools-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot\2.6.2\spring-boot-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-autoconfigure\2.6.2\spring-boot-autoconfigure-2.6.2.jar;D:\Repository\org\projectlombok\lombok\1.18.22\lombok-1.18.22.jar;D:\Repository\org\slf4j\slf4j-api\1.7.32\slf4j-api-1.7.32.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-core\5.3.14\spring-core-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-jcl\5.3.14\spring-jcl-5.3.14.jar;D:\IntelliJ IDEA 2020.1\lib\idea_rt.jar" com.example.study.concurrent.tools.CountDownLatchTest
已连接到目标 VM, 地址: ''127.0.0.1:53100',传输: '套接字''
等待2个子线程执行完毕...
子线程Thread-0正在执行
子线程Thread-1正在执行
子线程Thread-2正在执行
子线程Thread-1执行完毕
子线程Thread-0执行完毕
子线程Thread-2执行完毕
2个子线程已经执行完毕
继续执行主线程
与目标 VM 断开连接, 地址为: ''127.0.0.1:53100',传输: '套接字''

解释:

CountDownLatch的构造函数接收一个int类型的参数作为计数器,如果你想等待N个点完成,这里就传入N。
当我们调用CountDownLatch的countDown方法时,N就会减1,CountDownLatch的await方法会阻塞当前线程,直到N变成零。由于countDown方法可以用在任何地方,所以这里说的N个点,可以是N个线程,也可以是1个线程里的N个执行步骤。用在多个线程时,只需要把这个CountDownLatch的引用传递到线程里即可。
如果有某个解析sheet的线程处理得比较慢,我们不可能让主线程一直等待,所以可以使用另外一个带指定时间的await方法——await(long time,TimeUnit unit),这个方法等待特定时间后,就会不再阻塞当前线程。join也有类似的方法。
注意:计数器必须大于等于0,只是等于0时候,计数器就是零,调用await方法时不会阻塞当前线程。CountDownLatch不可能重新初始化或者修改CountDownLatch对象的内部计数器的值。一个线程调用countDown方法happen-before,另外一个线程调用await方法。

二.CyclicBarrier(同步屏障)用法
字面意思是可循环使用(Cyclic)的屏障(Barrier),通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行(让一组线程到达一个屏障(也可以叫同步点)时被阻塞,直到最后一个线程到达屏障时,屏障才会开门,所有被屏障拦截的线程才会继续运行)。叫做Cyclic是因为当所有等待线程都被释放以后,CyclicBarrier可以被重用。我们暂且把这个状态就叫做barrier,当调用await()方法之后,线程就处于barrier了。

CyclicBarrier提供2个构造器:

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
}
 
public CyclicBarrier(int parties) {
}

CyclicBarrier默认的构造方法是CyclicBarrier(int parties),其参数表示屏障拦截的线程数量,每个线程调用await方法告诉CyclicBarrier我已经到达了屏障,然后当前线程被阻塞。

参数parties指让多少个线程或者任务等待至barrier状态;
参数barrierAction为当这些线程都达到barrier状态时会执行的内容。

然后CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法,它有2个重载版本:

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

一个版本比较常用,用来挂起当前线程,直至所有线程都到达barrier状态再同时执行后续任务;

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。

举几个例子:

假若有若干个线程都要进行写数据操作,并且只有所有线程都完成写数据操作之后,这些线程才能继续做后面的事情,此时就可以利用CyclicBarrier了:


/**
 * <h3>study</h3>
 * <p>CyclicBarrier(同步屏障)用法</p>
 *
 * @author : ZhangYuJie
 * @date : 2022-01-03 18:26
 **/

public class CyclicBarrierTest {
    public static void main(String[] args) {
        int N = 4;
        CyclicBarrier barrier  = new CyclicBarrier(N);
        for(int i=0;i<N;i++){
            new Writer(barrier).start();
        }

    }
    static class Writer extends Thread{
        private CyclicBarrier cyclicBarrier;
        public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
            this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
            try {
                Thread.sleep(5000);      //以睡眠来模拟写入数据操作
                System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕,等待其他线程写入完毕");
                cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("所有线程写入完毕,继续处理其他任务...");
        }
    }
}

执行结果:

"C:\Program Files\Java\jdk-11.0.11\bin\java.exe" -agentlib:jdwp=transport=dt_socket,address=127.0.0.1:54774,suspend=y,server=n -javaagent:C:\Users\ZhangYuJie\AppData\Local\JetBrains\IntelliJIdea2021.2\captureAgent\debugger-agent.jar -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "D:\workspace2021\study\target\classes;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-web\2.6.2\spring-boot-starter-web-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter\2.6.2\spring-boot-starter-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-logging\2.6.2\spring-boot-starter-logging-2.6.2.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-classic\1.2.9\logback-classic-1.2.9.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-core\1.2.9\logback-core-1.2.9.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-to-slf4j\2.17.0\log4j-to-slf4j-2.17.0.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-api\2.17.0\log4j-api-2.17.0.jar;D:\Repository\org\slf4j\jul-to-slf4j\1.7.32\jul-to-slf4j-1.7.32.jar;D:\Repository\jakarta\annotation\jakarta.annotation-api\1.3.5\jakarta.annotation-api-1.3.5.jar;D:\Repository\org\yaml\snakeyaml\1.29\snakeyaml-1.29.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-json\2.6.2\spring-boot-starter-json-2.6.2.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-databind\2.13.1\jackson-databind-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-annotations\2.13.1\jackson-annotations-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-core\2.13.1\jackson-core-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jdk8\2.13.1\jackson-datatype-jdk8-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jsr310\2.13.1\jackson-datatype-jsr310-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\module\jackson-module-parameter-names\2.13.1\jackson-module-parameter-names-2.13.1.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-tomcat\2.6.2\spring-boot-starter-tomcat-2.6.2.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-core\9.0.56\tomcat-embed-core-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-el\9.0.56\tomcat-embed-el-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-websocket\9.0.56\tomcat-embed-websocket-9.0.56.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-web\5.3.14\spring-web-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-beans\5.3.14\spring-beans-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-webmvc\5.3.14\spring-webmvc-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-aop\5.3.14\spring-aop-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-context\5.3.14\spring-context-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-expression\5.3.14\spring-expression-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-devtools\2.6.2\spring-boot-devtools-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot\2.6.2\spring-boot-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-autoconfigure\2.6.2\spring-boot-autoconfigure-2.6.2.jar;D:\Repository\org\projectlombok\lombok\1.18.22\lombok-1.18.22.jar;D:\Repository\org\slf4j\slf4j-api\1.7.32\slf4j-api-1.7.32.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-core\5.3.14\spring-core-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-jcl\5.3.14\spring-jcl-5.3.14.jar;D:\IntelliJ IDEA 2020.1\lib\idea_rt.jar" com.example.study.concurrent.tools.CyclicBarrierTest
已连接到目标 VM, 地址: ''127.0.0.1:54774',传输: '套接字''
线程Thread-1正在写入数据...
线程Thread-2正在写入数据...
线程Thread-3正在写入数据...
线程Thread-0正在写入数据...
线程Thread-1写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-3写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-0写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-2写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
与目标 VM 断开连接, 地址为: ''127.0.0.1:54774',传输: '套接字''

进程已结束,退出代码为 0

从上面输出结果可以看出,每个写入线程执行完写数据操作之后,就在等待其他线程写入操作完毕。
  当所有线程线程写入操作完毕之后,所有线程就继续进行后续的操作了。
  如果说想在所有线程写入操作完之后,进行额外的其他操作可以为CyclicBarrier提供Runnable参数

	
/**
 * <h3>study</h3>
 * <p>CyclicBarrier(同步屏障)用法<</p>
 *
 * @author : ZhangYuJie
 * @date : 2022-01-03 18:29
 **/

public class CyclicBarrierTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        int N = 4;
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getName());
            }
        });

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            new Writer(barrier).start();
        }
    }

    static class Writer extends Thread {
        private CyclicBarrier cyclicBarrier;

        public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
            this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在写入数据...");
            try {
                Thread.sleep(5000);      //以睡眠来模拟写入数据操作
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "写入数据完毕,等待其他线程写入完毕");
                cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("所有线程写入完毕,继续处理其他任务...");
        }
    }
}

运行结果

"C:\Program Files\Java\jdk-11.0.11\bin\java.exe" -agentlib:jdwp=transport=dt_socket,address=127.0.0.1:54921,suspend=y,server=n -javaagent:C:\Users\ZhangYuJie\AppData\Local\JetBrains\IntelliJIdea2021.2\captureAgent\debugger-agent.jar -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "D:\workspace2021\study\target\classes;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-web\2.6.2\spring-boot-starter-web-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter\2.6.2\spring-boot-starter-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-logging\2.6.2\spring-boot-starter-logging-2.6.2.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-classic\1.2.9\logback-classic-1.2.9.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-core\1.2.9\logback-core-1.2.9.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-to-slf4j\2.17.0\log4j-to-slf4j-2.17.0.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-api\2.17.0\log4j-api-2.17.0.jar;D:\Repository\org\slf4j\jul-to-slf4j\1.7.32\jul-to-slf4j-1.7.32.jar;D:\Repository\jakarta\annotation\jakarta.annotation-api\1.3.5\jakarta.annotation-api-1.3.5.jar;D:\Repository\org\yaml\snakeyaml\1.29\snakeyaml-1.29.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-json\2.6.2\spring-boot-starter-json-2.6.2.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-databind\2.13.1\jackson-databind-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-annotations\2.13.1\jackson-annotations-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-core\2.13.1\jackson-core-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jdk8\2.13.1\jackson-datatype-jdk8-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jsr310\2.13.1\jackson-datatype-jsr310-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\module\jackson-module-parameter-names\2.13.1\jackson-module-parameter-names-2.13.1.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-tomcat\2.6.2\spring-boot-starter-tomcat-2.6.2.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-core\9.0.56\tomcat-embed-core-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-el\9.0.56\tomcat-embed-el-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-websocket\9.0.56\tomcat-embed-websocket-9.0.56.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-web\5.3.14\spring-web-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-beans\5.3.14\spring-beans-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-webmvc\5.3.14\spring-webmvc-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-aop\5.3.14\spring-aop-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-context\5.3.14\spring-context-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-expression\5.3.14\spring-expression-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-devtools\2.6.2\spring-boot-devtools-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot\2.6.2\spring-boot-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-autoconfigure\2.6.2\spring-boot-autoconfigure-2.6.2.jar;D:\Repository\org\projectlombok\lombok\1.18.22\lombok-1.18.22.jar;D:\Repository\org\slf4j\slf4j-api\1.7.32\slf4j-api-1.7.32.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-core\5.3.14\spring-core-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-jcl\5.3.14\spring-jcl-5.3.14.jar;D:\IntelliJ IDEA 2020.1\lib\idea_rt.jar" com.example.study.concurrent.tools.CyclicBarrierTest2
已连接到目标 VM, 地址: ''127.0.0.1:54921',传输: '套接字''
线程Thread-3正在写入数据...
线程Thread-0正在写入数据...
线程Thread-1正在写入数据...
线程Thread-2正在写入数据...
线程Thread-2写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-1写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-3写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-0写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
当前线程Thread-2
所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
与目标 VM 断开连接, 地址为: ''127.0.0.1:54921',传输: '套接字''

进程已结束,退出代码为 0

从结果可以看出,当四个线程都到达barrier状态后,会从四个线程中选择一个线程去执行Runnable。

下面看一下为await指定时间的效果:


/**
* <h3>study</h3>
* <p>CyclicBarrier(同步屏障)用法</p>
*
* @author : ZhangYuJie
* @date : 2022-01-03 18:33
**/

public class CyclicBarrierTest3 {
   public static void main(String[] args) {
       int N = 4;
       CyclicBarrier barrier  = new CyclicBarrier(N);

       for(int i=0;i<N;i++) {
           if(i<N-1)
               new Writer(barrier).start();
           else {
               try {
                   Thread.sleep(5000);
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
               new Writer(barrier).start();
           }
       }
   }
   static class Writer extends Thread{
       private CyclicBarrier cyclicBarrier;
       public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
           this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
       }

       @Override
       public void run() {
           System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
           try {
               Thread.sleep(5000);      //以睡眠来模拟写入数据操作
               System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕,等待其他线程写入完毕");
               try {
                   cyclicBarrier.await(2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
               } catch (TimeoutException e) {
                   // TODO Auto-generated catch block
                   e.printStackTrace();
               }
           } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
               e.printStackTrace();
           }
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"所有线程写入完毕,继续处理其他任务...");
       }
   }
}

执行结果:

"C:\Program Files\Java\jdk-11.0.11\bin\java.exe" "-javaagent:D:\IntelliJ IDEA 2020.1\lib\idea_rt.jar=55203:D:\IntelliJ IDEA 2020.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:\workspace2021\study\target\classes;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-web\2.6.2\spring-boot-starter-web-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter\2.6.2\spring-boot-starter-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-logging\2.6.2\spring-boot-starter-logging-2.6.2.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-classic\1.2.9\logback-classic-1.2.9.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-core\1.2.9\logback-core-1.2.9.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-to-slf4j\2.17.0\log4j-to-slf4j-2.17.0.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-api\2.17.0\log4j-api-2.17.0.jar;D:\Repository\org\slf4j\jul-to-slf4j\1.7.32\jul-to-slf4j-1.7.32.jar;D:\Repository\jakarta\annotation\jakarta.annotation-api\1.3.5\jakarta.annotation-api-1.3.5.jar;D:\Repository\org\yaml\snakeyaml\1.29\snakeyaml-1.29.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-json\2.6.2\spring-boot-starter-json-2.6.2.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-databind\2.13.1\jackson-databind-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-annotations\2.13.1\jackson-annotations-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-core\2.13.1\jackson-core-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jdk8\2.13.1\jackson-datatype-jdk8-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jsr310\2.13.1\jackson-datatype-jsr310-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\module\jackson-module-parameter-names\2.13.1\jackson-module-parameter-names-2.13.1.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-tomcat\2.6.2\spring-boot-starter-tomcat-2.6.2.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-core\9.0.56\tomcat-embed-core-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-el\9.0.56\tomcat-embed-el-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-websocket\9.0.56\tomcat-embed-websocket-9.0.56.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-web\5.3.14\spring-web-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-beans\5.3.14\spring-beans-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-webmvc\5.3.14\spring-webmvc-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-aop\5.3.14\spring-aop-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-context\5.3.14\spring-context-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-expression\5.3.14\spring-expression-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-devtools\2.6.2\spring-boot-devtools-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot\2.6.2\spring-boot-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-autoconfigure\2.6.2\spring-boot-autoconfigure-2.6.2.jar;D:\Repository\org\projectlombok\lombok\1.18.22\lombok-1.18.22.jar;D:\Repository\org\slf4j\slf4j-api\1.7.32\slf4j-api-1.7.32.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-core\5.3.14\spring-core-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-jcl\5.3.14\spring-jcl-5.3.14.jar com.example.study.concurrent.tools.CyclicBarrierTest3
线程Thread-2正在写入数据...
线程Thread-1正在写入数据...
线程Thread-0正在写入数据...
线程Thread-3正在写入数据...
线程Thread-2写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-0写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-1写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
java.util.concurrent.TimeoutException
	at java.base/java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:258)
	at java.base/java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:436)
	at com.example.study.concurrent.tools.CyclicBarrierTest3$Writer.run(CyclicBarrierTest3.java:47)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
	at java.base/java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:251)
	at java.base/java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:436)
	at com.example.study.concurrent.tools.CyclicBarrierTest3$Writer.run(CyclicBarrierTest3.java:47)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
	at java.base/java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:251)
	at java.base/java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:436)
	at com.example.study.concurrent.tools.CyclicBarrierTest3$Writer.run(CyclicBarrierTest3.java:47)
Thread-1所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
Thread-0所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
Thread-2所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
线程Thread-3写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
Thread-3所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
	at java.base/java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:208)
	at java.base/java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:436)
	at com.example.study.concurrent.tools.CyclicBarrierTest3$Writer.run(CyclicBarrierTest3.java:47)

进程已结束,退出代码为 0

上面的代码在main方法的for循环中,故意让最后一个线程启动延迟,因为在前面三个线程都达到barrier之后,等待了指定的时间发现第四个线程还没有达到barrier,就抛出异常并继续执行后面的任务。

另外CyclicBarrier是可以重用的,看下面这个例子:


/**
 * <h3>study</h3>
 * <p></p>
 *
 * @author : ZhangYuJie
 * @date : 2022-01-03 18:37
 **/

public class CyclicBarrierTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        int N = 4;
        CyclicBarrier barrier  = new CyclicBarrier(N);

        for(int i=0;i<N;i++) {
            new Writer(barrier).start();
        }

        try {
            Thread.sleep(25000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("CyclicBarrier重用");

        for(int i=0;i<N;i++) {
            new Writer(barrier).start();
        }
    }
    static class Writer extends Thread{
        private CyclicBarrier cyclicBarrier;
        public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
            this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
            try {
                Thread.sleep(5000);      //以睡眠来模拟写入数据操作
                System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕,等待其他线程写入完毕");
                cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"所有线程写入完毕,继续处理其他任务...");
        }
    }
}

运行结果:

"C:\Program Files\Java\jdk-11.0.11\bin\java.exe" "-javaagent:D:\IntelliJ IDEA 2020.1\lib\idea_rt.jar=55526:D:\IntelliJ IDEA 2020.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:\workspace2021\study\target\classes;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-web\2.6.2\spring-boot-starter-web-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter\2.6.2\spring-boot-starter-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-logging\2.6.2\spring-boot-starter-logging-2.6.2.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-classic\1.2.9\logback-classic-1.2.9.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-core\1.2.9\logback-core-1.2.9.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-to-slf4j\2.17.0\log4j-to-slf4j-2.17.0.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-api\2.17.0\log4j-api-2.17.0.jar;D:\Repository\org\slf4j\jul-to-slf4j\1.7.32\jul-to-slf4j-1.7.32.jar;D:\Repository\jakarta\annotation\jakarta.annotation-api\1.3.5\jakarta.annotation-api-1.3.5.jar;D:\Repository\org\yaml\snakeyaml\1.29\snakeyaml-1.29.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-json\2.6.2\spring-boot-starter-json-2.6.2.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-databind\2.13.1\jackson-databind-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-annotations\2.13.1\jackson-annotations-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-core\2.13.1\jackson-core-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jdk8\2.13.1\jackson-datatype-jdk8-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jsr310\2.13.1\jackson-datatype-jsr310-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\module\jackson-module-parameter-names\2.13.1\jackson-module-parameter-names-2.13.1.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-tomcat\2.6.2\spring-boot-starter-tomcat-2.6.2.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-core\9.0.56\tomcat-embed-core-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-el\9.0.56\tomcat-embed-el-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-websocket\9.0.56\tomcat-embed-websocket-9.0.56.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-web\5.3.14\spring-web-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-beans\5.3.14\spring-beans-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-webmvc\5.3.14\spring-webmvc-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-aop\5.3.14\spring-aop-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-context\5.3.14\spring-context-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-expression\5.3.14\spring-expression-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-devtools\2.6.2\spring-boot-devtools-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot\2.6.2\spring-boot-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-autoconfigure\2.6.2\spring-boot-autoconfigure-2.6.2.jar;D:\Repository\org\projectlombok\lombok\1.18.22\lombok-1.18.22.jar;D:\Repository\org\slf4j\slf4j-api\1.7.32\slf4j-api-1.7.32.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-core\5.3.14\spring-core-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-jcl\5.3.14\spring-jcl-5.3.14.jar com.example.study.concurrent.tools.CyclicBarrierTest4
线程Thread-3正在写入数据...
线程Thread-0正在写入数据...
线程Thread-2正在写入数据...
线程Thread-1正在写入数据...
线程Thread-3写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-2写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-0写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-1写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
Thread-3所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
Thread-2所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
Thread-0所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
Thread-1所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
CyclicBarrier重用
线程Thread-4正在写入数据...
线程Thread-5正在写入数据...
线程Thread-6正在写入数据...
线程Thread-7正在写入数据...
线程Thread-5写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-6写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-7写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
线程Thread-4写入数据完毕,等待其他线程写入完毕
Thread-4所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
Thread-6所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
Thread-5所有线程写入完毕,继续处理其他任务...
Thread-7所有线程写入完毕,继续处理其他任务...

进程已结束,退出代码为 0

 从执行结果可以看出,在初次的4个线程越过barrier状态后,又可以用来进行新一轮的使用。而CountDownLatch无法进行重复使用。

三.Semaphore(控制并发线程数)用法
Semaphore(信号量)是用来控制同时访问特定资源的线程数量,它通过协调各个线程,以保证合理的使用公共资源。

应用场景:
Semaphore可以用于做流量控制,特别是公用资源有限的应用场景,比如数据库连接。假如有一个需求,要读取几万个文件的数据,因为都是IO密集型任务,我们可以启动几十个线程并发地读取,但是如果读到内存后,还需要存储到数据库中,而数据库的连接数只有10个,这时我们必须控制只有10个线程同时获取数据库连接保存数据,否则会报错无法获取数据库连接。这个时候,就可以使用Semaphore来做流量控制。

Semaphore通过 acquire() 获取一个许可,如果没有就等待,而 release() 释放一个许可。

Semaphore类位于java.util.concurrent包下,它提供了2个构造器:

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);
}

下面说一下Semaphore类中比较重要的几个方法,首先是acquire()、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

acquire()用来获取一个许可,若无许可能够获得,则会一直等待,直到获得许可。
release()用来释放许可。注意,在释放许可之前,必须先获获得许可。
  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

另外还可以通过availablePermits()方法得到可用的许可数目。

下面通过一个例子来看一下Semaphore的具体使用:

假若一个工厂有5台机器,但是有8个工人,一台机器同时只能被一个工人使用,只有使用完了,其他工人才能继续使用。那么我们就可以通过Semaphore来实现:

public static void main(String[] args) {
        int N = 8;            //工人数
        Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //机器数目
        for(int i=0;i<N;i++)
            new Worker(i,semaphore).start();
    }
     
    static class Worker extends Thread{
        private int num;
        private Semaphore semaphore;
        public Worker(int num,Semaphore semaphore){
            this.num = num;
            this.semaphore = semaphore;
        }
         
        @Override
        public void run() {
            try {
                semaphore.acquire();
                System.out.println("工人"+this.num+"占用一个机器在生产...");
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println("工人"+this.num+"释放出机器");
                semaphore.release();           
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

执行结果:

"C:\Program Files\Java\jdk-11.0.11\bin\java.exe" "-javaagent:D:\IntelliJ IDEA 2020.1\lib\idea_rt.jar=55899:D:\IntelliJ IDEA 2020.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:\workspace2021\study\target\classes;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-web\2.6.2\spring-boot-starter-web-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter\2.6.2\spring-boot-starter-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-logging\2.6.2\spring-boot-starter-logging-2.6.2.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-classic\1.2.9\logback-classic-1.2.9.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-core\1.2.9\logback-core-1.2.9.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-to-slf4j\2.17.0\log4j-to-slf4j-2.17.0.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-api\2.17.0\log4j-api-2.17.0.jar;D:\Repository\org\slf4j\jul-to-slf4j\1.7.32\jul-to-slf4j-1.7.32.jar;D:\Repository\jakarta\annotation\jakarta.annotation-api\1.3.5\jakarta.annotation-api-1.3.5.jar;D:\Repository\org\yaml\snakeyaml\1.29\snakeyaml-1.29.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-json\2.6.2\spring-boot-starter-json-2.6.2.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-databind\2.13.1\jackson-databind-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-annotations\2.13.1\jackson-annotations-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-core\2.13.1\jackson-core-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jdk8\2.13.1\jackson-datatype-jdk8-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jsr310\2.13.1\jackson-datatype-jsr310-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\module\jackson-module-parameter-names\2.13.1\jackson-module-parameter-names-2.13.1.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-tomcat\2.6.2\spring-boot-starter-tomcat-2.6.2.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-core\9.0.56\tomcat-embed-core-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-el\9.0.56\tomcat-embed-el-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-websocket\9.0.56\tomcat-embed-websocket-9.0.56.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-web\5.3.14\spring-web-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-beans\5.3.14\spring-beans-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-webmvc\5.3.14\spring-webmvc-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-aop\5.3.14\spring-aop-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-context\5.3.14\spring-context-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-expression\5.3.14\spring-expression-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-devtools\2.6.2\spring-boot-devtools-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot\2.6.2\spring-boot-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-autoconfigure\2.6.2\spring-boot-autoconfigure-2.6.2.jar;D:\Repository\org\projectlombok\lombok\1.18.22\lombok-1.18.22.jar;D:\Repository\org\slf4j\slf4j-api\1.7.32\slf4j-api-1.7.32.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-core\5.3.14\spring-core-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-jcl\5.3.14\spring-jcl-5.3.14.jar com.example.study.concurrent.tools.SemaphoreTest
工人0占用一个机器在生产...
工人4占用一个机器在生产...
工人2占用一个机器在生产...
工人3占用一个机器在生产...
工人1占用一个机器在生产...
工人2释放出机器
工人0释放出机器
工人4释放出机器
工人1释放出机器
工人6占用一个机器在生产...
工人5占用一个机器在生产...
工人7占用一个机器在生产...
工人3释放出机器
工人7释放出机器
工人6释放出机器
工人5释放出机器

进程已结束,退出代码为 0

下面对上面说的三个辅助类进行一个总结:

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。

四.Exchanger(线程间交换数据)
Exchanger(交换者)是一个用于线程间协作的工具类。Exchanger用于进行线程间的数据交换。它提供一个同步点,在这个同步点,两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过exchange方法交换数据,如果第一个线程先执行exchange()方法,它会一直等待第二个线程也执行exchange方法,当两个线程都到达同步点时,这两个线程就可以交换数据,将本线程生产出来的数据传递给对方。
下面来看一下Exchanger的应用场景。

1、Exchanger可以用于遗传算法,遗传算法里需要选出两个人作为交配对象,这时候会交换两人的数据,并使用交叉规则得出2个交配结果。
2、Exchanger也可以用于校对工作,比如我们需要将纸制银行流水通过人工的方式录入成电子银行流水,为了避免错误,采用AB岗两人进行录入,录入到Excel之后,系统需要加载这两个Excel,并对两个Excel数据进行校对,看看是否录入一致。


import java.util.concurrent.Exchanger;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * <h3>study</h3>
 * <p>Exchanger用法</p>
 *
 * @author : ZhangYuJie
 * @date : 2022-01-03 18:47
 **/

public class ExchangerTest {
    private static final Exchanger<String> exgr = new Exchanger<String>();
    private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);

    public static void main(String[] args) {
        threadPool.execute(() -> {
            try {
                // A录入银行流水数据
                String A = "银行流水100";
                String B = exgr.exchange(A);
                System.out.println("A的视角:A和B数据是否一致:" + A.equals(B) + ",A录入的是:" + A + ",B录入是:" + B);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        });

        threadPool.execute(() -> {
            try {
                // B录入银行流水数据
                String B = "银行流水200";
                String A = exgr.exchange(B);
                System.out.println("B的视角:A和B数据是否一致:" + A.equals(B) + ",A录入的是:" + A + ",B录入是:" + B);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        });
        threadPool.shutdown();
    }
}

运行结果:

"C:\Program Files\Java\jdk-11.0.11\bin\java.exe" "-javaagent:D:\IntelliJ IDEA 2020.1\lib\idea_rt.jar=56260:D:\IntelliJ IDEA 2020.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:\workspace2021\study\target\classes;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-web\2.6.2\spring-boot-starter-web-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter\2.6.2\spring-boot-starter-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-logging\2.6.2\spring-boot-starter-logging-2.6.2.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-classic\1.2.9\logback-classic-1.2.9.jar;D:\Repository\ch\qos\logback\logback-core\1.2.9\logback-core-1.2.9.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-to-slf4j\2.17.0\log4j-to-slf4j-2.17.0.jar;D:\Repository\org\apache\logging\log4j\log4j-api\2.17.0\log4j-api-2.17.0.jar;D:\Repository\org\slf4j\jul-to-slf4j\1.7.32\jul-to-slf4j-1.7.32.jar;D:\Repository\jakarta\annotation\jakarta.annotation-api\1.3.5\jakarta.annotation-api-1.3.5.jar;D:\Repository\org\yaml\snakeyaml\1.29\snakeyaml-1.29.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-json\2.6.2\spring-boot-starter-json-2.6.2.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-databind\2.13.1\jackson-databind-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-annotations\2.13.1\jackson-annotations-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-core\2.13.1\jackson-core-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jdk8\2.13.1\jackson-datatype-jdk8-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jsr310\2.13.1\jackson-datatype-jsr310-2.13.1.jar;D:\Repository\com\fasterxml\jackson\module\jackson-module-parameter-names\2.13.1\jackson-module-parameter-names-2.13.1.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-tomcat\2.6.2\spring-boot-starter-tomcat-2.6.2.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-core\9.0.56\tomcat-embed-core-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-el\9.0.56\tomcat-embed-el-9.0.56.jar;D:\Repository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-websocket\9.0.56\tomcat-embed-websocket-9.0.56.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-web\5.3.14\spring-web-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-beans\5.3.14\spring-beans-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-webmvc\5.3.14\spring-webmvc-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-aop\5.3.14\spring-aop-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-context\5.3.14\spring-context-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-expression\5.3.14\spring-expression-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-devtools\2.6.2\spring-boot-devtools-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot\2.6.2\spring-boot-2.6.2.jar;D:\Repository\org\springframework\boot\spring-boot-autoconfigure\2.6.2\spring-boot-autoconfigure-2.6.2.jar;D:\Repository\org\projectlombok\lombok\1.18.22\lombok-1.18.22.jar;D:\Repository\org\slf4j\slf4j-api\1.7.32\slf4j-api-1.7.32.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-core\5.3.14\spring-core-5.3.14.jar;D:\Repository\org\springframework\spring-jcl\5.3.14\spring-jcl-5.3.14.jar com.example.study.concurrent.tools.ExchangerTest
A的视角:AB数据是否一致:falseA录入的是:银行流水100B录入是:银行流水200
B的视角:AB数据是否一致:falseA录入的是:银行流水100B录入是:银行流水200

进程已结束,退出代码为 0

如果两个线程有一个没有执行exchange()方法,则会一直等待,如果担心有特殊情况发生,避免一直等待,可以使用exchange(V x,longtimeout,TimeUnit unit)设置最大等待时长。

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