并发工具之CountDownLatch与CyclicBarrier 你的名字 2020-06-15 13:31 776阅读 0赞 ## 倒计时器CountDownLatch ## 在多线程协作完成业务功能时,有时候需要等待其他多个线程完成任务之后,主线程才能继续往下执行业务功能,在这种的业务场景下,通常可以使用Thread类的join方法,让主线程等待被join的线程执行完之后,主线程才能继续往下执行。当然,使用线程间消息通信机制也可以完成。其实,Java并发工具类中为我们提供了类似“倒计时”这样的工具类,可以十分方便的完成所说的这种业务场景。 为了能够理解CountDownLatch,举一个很通俗的例子,运动员进行跑步比赛时,假设有6个运动员参与比赛,裁判员在终点会为这6个运动员分别计时,可以想象每当一个运动员到达终点的时候,对于裁判员来说就少了一个计时任务。直到所有运动员都到达终点了,裁判员的任务也才完成。这6个运动员可以类比成6个线程,当线程调用CountDownLatch.countDown方法时就会对计数器的值减一,直到计数器的值为0的时候,裁判员(调用await方法的线程)才能继续往下执行。 下面来看些CountDownLatch的一些重要方法。 先从CountDownLatch的构造方法看起: public CountDownLatch(int count) 构造方法会传入一个整型数N,之后调用CountDownLatch的`countDown`方法会对N减一,直到N减到0的时候,当前调用`await`方法的线程继续执行。 CountDownLatch的方法不是很多,将它们一个个列举出来: 1. await() throws InterruptedException:调用该方法的线程等到构造方法传入的N减到0的时候,才能继续往下执行; 2. await(long timeout, TimeUnit unit):与上面的await方法功能一致,只不过这里有了时间限制,调用该方法的线程等到指定的timeout时间后,不管N是否减至为0,都会继续往下执行; 3. countDown():使CountDownLatch初始值N减1; 4. long getCount():获取当前CountDownLatch维护的值; 下面用一个具体的例子来说明CountDownLatch的具体用法: public class CountDownLatchDemo { private static CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1); //用来表示裁判员需要维护的是6个运动员 private static CountDownLatch endSignal = new CountDownLatch(6); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(6); System.out.println("各位运动员准备啦!!!"); for (int i = 0; i < 6; i++) { executorService.execute(() -> { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 运动员等待裁判员响哨!!!"); // 确保所有运动员准备完毕 Thread.sleep(1000); startSignal.await(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在全力冲刺"); endSignal.countDown(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 到达终点"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); } //将executorService转换为ThreadPoolExecutor,ThreadPoolExecutor有方法 getActiveCount()可以得到当前活动线程数 int threadCount = ((ThreadPoolExecutor)executorService).getActiveCount(); if (threadCount == 6) { System.out.println("裁判员响哨..."); startSignal.countDown(); endSignal.await(); System.out.println("所有运动员到达终点,比赛结束!"); } executorService.shutdown(); } } 输出结果 各位运动员准备啦!!! pool-1-thread-1 运动员等待裁判员响哨!!! pool-1-thread-3 运动员等待裁判员响哨!!! pool-1-thread-2 运动员等待裁判员响哨!!! pool-1-thread-5 运动员等待裁判员响哨!!! pool-1-thread-4 运动员等待裁判员响哨!!! pool-1-thread-6 运动员等待裁判员响哨!!! 裁判员响哨... pool-1-thread-5 正在全力冲刺 pool-1-thread-5 到达终点 pool-1-thread-6 正在全力冲刺 pool-1-thread-2 正在全力冲刺 pool-1-thread-2 到达终点 pool-1-thread-1 正在全力冲刺 pool-1-thread-1 到达终点 pool-1-thread-3 正在全力冲刺 pool-1-thread-3 到达终点 pool-1-thread-4 正在全力冲刺 pool-1-thread-6 到达终点 pool-1-thread-4 到达终点 所有运动员到达终点,比赛结束! 该示例代码中设置了两个CountDownLatch,第一个`endSignal`用于控制让main线程(裁判员)必须等到其他线程(运动员)让CountDownLatch维护的数值N减到0为止。另一个`startSignal`用于让main线程对其他线程进行“发号施令”,startSignal引用的CountDownLatch初始值为1,而其他线程执行的run方法中都会先通过 `startSignal.await()`让这些线程都被阻塞,直到main线程通过调用`startSignal.countDown();`,将值N减1,CountDownLatch维护的数值N为0后,其他线程才能往下执行,并且,每个线程执行的run方法中都会通过`endSignal.countDown();`对`endSignal`维护的数值进行减一,由于往线程池提交了6个任务,会被减6次,所以`endSignal`维护的值最终会变为0,因此main线程在`latch.await();`阻塞结束,才能继续往下执行。 另外,需要注意的是,当调用CountDownLatch的countDown方法时,当前线程是不会被阻塞,会继续往下执行,比如在该例中会继续输出`pool-1-thread-4 到达终点`。 ## 循环栅栏CyclicBarrier ## CyclicBarrier也是一种多线程并发控制的实用工具,和CountDownLatch一样具有等待计数的功能,但是相比于CountDownLatch功能更加强大。 为了理解CyclicBarrier,这里举一个通俗的例子。开运动会时,会有跑步这一项运动,我们来模拟下运动员入场时的情况,假设有6条跑道,在比赛开始时,就需要6个运动员在比赛开始的时候都站在起点了,裁判员吹哨后才能开始跑步。跑道起点就相当于“barrier”,是临界点,而这6个运动员就类比成线程的话,就是这6个线程都必须到达指定点了,意味着凑齐了一波,然后才能继续执行,否则每个线程都得阻塞等待,直至凑齐一波即可。cyclic是循环的意思,也就是说CyclicBarrier当多个线程凑齐了一波之后,仍然有效,可以继续凑齐下一波。CyclicBarrier的执行示意图如下: ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5rV29u_size_16_color_FFFFFF_t_70] 当多个线程都达到了指定点后,才能继续往下继续执行。这就有点像报数的感觉,假设6个线程就相当于6个运动员,到赛道起点时会报数进行统计,如果刚好是6的话,这一波就凑齐了,才能往下执行。**CyclicBarrier在使用一次后,下面依然有效,可以继续当做计数器使用,这是与CountDownLatch的区别之一**。这里的6个线程,也就是计数器的初始值6,是通过CyclicBarrier的构造方法传入的。 下面来看下CyclicBarrier的主要方法: //等到所有的线程都到达指定的临界点 await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException //与上面的await方法功能基本一致,只不过这里有超时限制,阻塞等待直至到达超时时间为止 await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException //获取当前有多少个线程阻塞等待在临界点上 int getNumberWaiting() //用于查询阻塞等待的线程是否被中断 boolean isBroken() //将屏障重置为初始状态。如果当前有线程正在临界点等待的话,将抛出BrokenBarrierException。 void reset() 另外需要注意的是,CyclicBarrier提供了这样的构造方法: public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) 可以用来,当指定的线程都到达了指定的临界点的时,接下来执行的操作可以由barrierAction传入即可。 > 一个例子 下面用一个简单的例子,来看下CyclicBarrier的用法,我们来模拟下上面的运动员的例子。 public class CyclicBarrierDemo { //指定必须有6个运动员到达才行 private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(6, () -> System.out.println("所有运动员入场,裁判员一声令下!!!!!") ); public static void main(String[] args) { System.out.println("运动员准备进场,全场欢呼............"); ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(6); for (int i = 0; i < 6; i++) { service.execute(() -> { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 运动员,进场"); barrier.await(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 运动员出发"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } }); } } } 输出结果 运动员准备进场,全场欢呼............ pool-1-thread-1 运动员,进场 pool-1-thread-4 运动员,进场 pool-1-thread-3 运动员,进场 pool-1-thread-2 运动员,进场 pool-1-thread-6 运动员,进场 pool-1-thread-5 运动员,进场 所有运动员入场,裁判员一声令下!!!!! pool-1-thread-5 运动员出发 pool-1-thread-1 运动员出发 pool-1-thread-6 运动员出发 pool-1-thread-3 运动员出发 pool-1-thread-2 运动员出发 pool-1-thread-4 运动员出发 从输出结果可以看出,当6个运动员(线程)都到达了指定的临界点(barrier)时候,才能继续往下执行,否则,则会阻塞等待在调用`await()`处 ## CountDownLatch与CyclicBarrier的比较 ## CountDownLatch与CyclicBarrier都是用于控制并发的工具类,都可以理解成维护的就是一个计数器,但是这两者还是各有不同侧重点的: 1. 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;CountDownLatch强调一个线程等多个线程完成某件事情。CyclicBarrier是多个线程互等,等大家都完成,再携手共进。 2. 调用CountDownLatch的countDown方法后,当前线程并不会阻塞,会继续往下执行;而调用CyclicBarrier的await方法,会阻塞当前线程,直到CyclicBarrier指定的线程全部都到达了指定点的时候,才能继续往下执行; 3. CountDownLatch方法比较少,操作比较简单,而CyclicBarrier提供的方法更多,比如能够通过getNumberWaiting(),isBroken()这些方法获取当前多个线程的状态,**并且CyclicBarrier的构造方法可以传入barrierAction**,指定当所有线程都到达时执行的业务功能; 4. CountDownLatch是不能复用的,而CyclicLatch是可以复用的。 [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5rV29u_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/1592227866343.jpg
相关 Java并发工具:CountDownLatch与CyclicBarrier实例对比 CountDownLatch和CyclicBarrier都是Java中用于管理多个线程同步的工具,它们在应用场景和使用方式上有一些相似之处,也有各自的特点。 1. **Cou 柔光的暖阳◎/ 2024年09月15日 14:06/ 0 赞/ 15 阅读
相关 Java并发工具:CountDownLatch与CyclicBarrier的实际应用困惑 CountDownLatch和CyclicBarrier是Java中两个重要的并发工具,它们在多线程协作中有不同的应用场景。 1. CountDownLatch: Count 比眉伴天荒/ 2024年09月13日 01:15/ 0 赞/ 8 阅读
相关 Java并发工具:CountDownLatch和CyclicBarrier使用案例 `CountDownLatch`和`CyclicBarrier`是Java中两个常用的并发工具,主要用于协调多个线程的执行。 1. CountDownLatch使用案例: 谁借莪1个温暖的怀抱¢/ 2024年09月10日 08:33/ 0 赞/ 23 阅读
相关 并发工具使用【CountDownLatch,CyclicBarrier】--代码示例 1.CountDownLatch 的使用 应用场景: 等待已知数量的线程执行完后 ,在唤醒当前的主线程的应用场景,比如:查询所有航空公司的机票,多个线程... ﹏ヽ暗。殇╰゛Y/ 2024年04月18日 11:14/ 0 赞/ 32 阅读
相关 并发控制工具类CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore 并发控制工具类CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore 一、并发控制工具类 1.CountDownLatch > 可以使一 拼搏现实的明天。/ 2024年02月05日 18:12/ 0 赞/ 6 阅读
相关 并发工具CountDownLatch和CyclicBarrier 1. 等待多线程完成的CountDownLatch CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。 背景: 在jdk1.5之前中的join方 ╰半橙微兮°/ 2022年11月20日 12:59/ 0 赞/ 167 阅读
相关 并发工具类CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore、Exchanger详解 一、CountDownLatch 一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。 用给定的计数 初始化 CountDownLat 比眉伴天荒/ 2022年05月28日 06:49/ 0 赞/ 218 阅读
相关 java并发工具类:CountDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore,Exchange jdk1.5之后,提供了非常多的辅助类来给我们使用,其中就有CountDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore,Exchange --------- ゞ 浴缸里的玫瑰/ 2022年05月14日 10:06/ 0 赞/ 204 阅读
相关 并发工具之CountDownLatch与CyclicBarrier 文章目录 * 倒计时器CountDownLatch 循环栅栏CyclicBarrier CountDownLatch与Cycl... 你的名字/ 2020年06月15日 13:31/ 0 赞/ 777 阅读
还没有评论,来说两句吧...