CyclicBarrier、CountDownLatch、Semaphore的用法
1.CountDownLatch（程序计数器）
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。
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
new Thread(){
public void run(){
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();
};
}.start();
new Thread(){
public void run(){
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();
};
}.start();
System.out.println("等待2个子线程执行完毕...");
latch.await();
System.out.println("2个子线程已经执行完毕");
System.out.println("继续执行主线程");
2.CyclicBarrier（回环栅栏-等待至barrier状态再全部同时执行）
字面意思回环栅栏，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。叫做回环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中最重要的方法就是await方法，它有2个重载版本：
- public int await():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；
- public int await(long timeout,TimeUnit unit):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。
具体使用如下，另外CyclicBarrier是可以重用的。
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 barrier){
this.cyclicBarrier = barrier;
}
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);// 以睡眠来模拟线程需要预定写入数据的操作
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 e){
e.printStackTrace();
}catch (BrokenBarrierException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有线程写入完毕，继续处理其他任务，比如数据操作");
}
}
3.Semaphore(信号量-控制同时访问的线程个数)
Semaphore翻译成字面意思为信号量，Semaphore可以控制同时访问的线程个数，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类中比较重要的几个方法：
- public void acquire()：用来获取一个许可，若无许可可能获得，则会一直等待，直到获得许可。
- public void acquire(int permints)：获取permits个许可。
- public void release()：释放徐可。注意，在释放许可之前，必须先获得许可。
- public void release(int permits)：释放permits个许可。
上面4个方法都会被阻塞，如果想立刻得到执行结果，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 )：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)：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。
- 还可以通过availablePermits()方法得到可用的许可数目。
例子：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;
Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
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+"释放机器");
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
- 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。
- 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。