java并发（5）——ReadWriteLock、CountDownLatch、CyclicBarrier、 LockSupport

布满荆棘的人生 2022-05-28 08:48 200阅读 0赞

## ReadWriteLock ##

ReadWriteLock是读写分离锁  
示例：

/** 读写锁对比普通锁，2秒和20秒的区别，性能就是其实就是读操作对写操作的比值 */
    public class ReadWriteLockDemo { 
        private static Lock lock=new ReentrantLock();
        private static ReentrantReadWriteLock readWriteLock=new ReentrantReadWriteLock();
        private static Lock readLock = readWriteLock.readLock();
        private static Lock writeLock = readWriteLock.writeLock();
        private static SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        private int value;
    
        public Object handleRead(Lock lock) throws InterruptedException{
            try{
                lock.lock();
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(df.format(System.currentTimeMillis()));
                return value;               
            }finally{
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public void handleWrite(Lock lock,int index) throws InterruptedException{
            try{
                lock.lock();
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(df.format(System.currentTimeMillis()));
                value=index;
            }finally{
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            final ReadWriteLockDemo demo=new ReadWriteLockDemo();
            Runnable readRunnale = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        demo.handleRead(readLock);
    // demo.handleRead(lock);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            Runnable writeRunnale=new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        demo.handleWrite(writeLock,new Random().nextInt());
    // demo.handleWrite(lock,new Random().nextInt());
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            for(int i=0;i<18;i++){
                new Thread(readRunnale).start();
            }
    
            for(int i=18;i<20;i++){
                new Thread(writeRunnale).start();
            }
        }
    }

## CountDownLatch ##

CountDownLatch是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后，计数器的值就会减1。当计数器值到达0时，它表示所有的线程已经完成了任务，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务。  
使用场景举例：  
比如对于马拉松比赛，进行排名计算，参赛者的排名，肯定是跑完比赛之后，进行计算得出的，翻译成Java识别的预发，就是N个线程执行操作，主线程等到N个子线程执行完毕之后，在继续往下执行。  
代码示例：  
![这里写图片描述][70]  
![这里写图片描述][70 1]

## CyclicBarrier ##

CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，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干活。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。

### CyclicBarrier的应用场景 ###

CyclicBarrier可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的应用场景。比如我们用一个Excel保存了用户所有银行流水，每个Sheet保存一个帐户近一年的每笔银行流水，现在需要统计用户的日均银行流水，先用多线程处理每个sheet里的银行流水，都执行完之后，得到每个sheet的日均银行流水，最后，再用barrierAction用这些线程的计算结果，计算出整个Excel的日均银行流水。

### CyclicBarrier和CountDownLatch的区别 ###

CountDownLatch的计数器只能使用一次。而CyclicBarrier的计数器可以使用reset() 方法重置。所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景，比如如果计算发生错误，可以重置计数器，并让线程们重新执行一次。  
CyclicBarrier还提供其他有用的方法，比如getNumberWaiting方法可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量。isBroken方法用来知道阻塞的线程是否被中断。比如以下代码执行完之后会返回true。

示例代码：  
下面代码展示了 司令要求10个士兵去完成任务,先集合10个然后去一起完成任务,等全部完成后 司令才会宣布任务完成!

public class CyclicBarrierDemo { 
        public static class Soldier implements Runnable { 
            private String soldier;
            private final CyclicBarrier cyclic;
    
            Soldier(CyclicBarrier cyclic, String soldierName) {
                this.cyclic = cyclic;
                this.soldier = soldierName;
            }
    
            public void run() {
                try {
                    cyclic.await();
                    doWork();
                    cyclic.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
    
            void doWork() {
                try {
                    Thread.sleep(Math.abs(new Random().nextInt()%1000));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(soldier + ":任务完成");
            }
        }
    
        public static class BarrierRun implements Runnable { 
            boolean flag;
            int N;
            public BarrierRun(boolean flag, int N) {
                this.flag = flag;
                this.N = N;
            }
    
            public void run() {
                if (flag) {
                    System.out.println("司令:[士兵" + N + "个，任务完成！]");
                } else {
                    System.out.println("司令:[士兵" + N + "个，集合完毕！]");
                    flag = true;
                }
            }
        }
    
        public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
            final int N = 10;
            Thread[] allSoldier=new Thread[N];
            boolean flag = false;
            CyclicBarrier cyclic = new CyclicBarrier(N, new BarrierRun(flag, N));
            System.out.println("队伍集合");
            for (int i = 0; i < N; ++i) {
                System.out.println("士兵 "+i+" 报道！");
                allSoldier[i]=new Thread(new Soldier(cyclic, "士兵 " + i));
                allSoldier[i].start();
            }
        }
    }

执行结果：  
![这里写图片描述][70 2]

CyclicBarrier .await()方法可能会抛出两个异常：InterruptedException和BrokenBarrierException, InterruptedException是被中断的线程抛出的，BrokenBarrierException是另外的线程抛出的，因为栅栏的条件由于一个线程中断退出，已经无法满足。所以要处理这两种异常情况。

## LockSupport ##

LockSupport，构建同步组件的基础工具，帮AQS锁完成相应线程的阻塞或者唤醒的工作。  
LockSupport定义了一组以park开头的方法来阻塞当前线程，unpark来唤醒被阻塞的线程。  
![这里写图片描述][70 3]  
代码示例：  
![这里写图片描述][70 4]  
执行结果：  
![这里写图片描述][70 5]

[70]: /images/20220528/b69fec8346af4e73a52d21057c1bbb06.png
[70 1]: /images/20220528/b6bd30f1c9224c0d95a237c52a6d322b.png
[70 2]: /images/20220528/3e8ac856b5b34ee09650d71bb69762c5.png
[70 3]: /images/20220528/a99b00f7656c4c3699bdae1e4d36ecea.png
[70 4]: /images/20220528/41747add092c41ffb51118b3f4ab4a90.png
[70 5]: /images/20220528/fe71f9bdc7a74119af6bbb3e67f22646.png