Java:线程并发工具类

2017-01-13 14:58:30来源:csdn作者:p106786860人点击

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一、CountDownLatch
1.应用场景
在实际多线程并发开发过程中,我们会碰见很多等待子线程完毕后在继续执行的情况,(如多个子线程下载文件,所有子线程执行完毕后再重命名为文件名)。
2.使用方式
CountDownLatch的构造函数接受一个int类型的参数作为计数器,调用countDwon()方法,计数器减1,await()方法阻塞当前线程,直到计数器变为0;、
补充:
计数器为0的时候,调用awaite()方法不会阻塞主线程;
初始化后,不能修改计数器的值;
可以使用await(long time,TimeUnit unit)等待特定时间后,就不阻塞主线程;

3.实例代码

public class Main {
//等待2个子线程执行完毕,计数器为2
static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2); public static void main(String[] args) {
System.out.println("start subThread doing...");
//创建并开启2个子线程
SubThread subThread1 = new SubThread();
SubThread subThread2 = new SubThread();
subThread1.start();
subThread2.start(); try {
//阻塞主线程,等待子线程结束
countDownLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} System.out.println("subThread are finish...");
} static class SubThread extends Thread {
@Override
public void run() {
//模拟执行任务
try {
sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//子线程执行完毕,减少计数器
System.out.println(getName() + " done...");
countDownLatch.countDown();
}
}
} 运行结果:当Thread-1、Thread-0两个子线程执行完毕后,在运行main线程后续的逻辑

start subThread doing...
Thread-1 done...
Thread-0 done...
subThread are finish... 二、CyclicBarrier
1.应用场景
如果当你遇见需要让一组线程达到同一个屏障(同步点)时被阻塞,直到最后一个线程达到屏障时,屏障才会打开的情况。
2.使用方式
CycliBarrier默认的构造方法CyclicBarrier(int parties),参数标识屏障拦截的线程个数,每个线程调用await()方法告诉SyclicBarrier我们已经达到屏障了,然后当前线程被阻塞。当所有子线程都达到屏障后,则继续执行子线程的后续逻辑。
补充:
CyclicBarrier还提供了一个更高级的函数CyclicBarrier(int parties,Runnable barrierAction),用于在线程达到屏障时,优先执行barrierAction。
3.实例代码
public class Main {
//拦截2个子线程屏障
static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(2); public static void main(String[] args) {
System.out.println("start subThread doing...");
SubThread subThread1 = new SubThread();
SubThread subThread2 = new SubThread();
subThread1.start();
subThread2.start();
} static class SubThread extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println(getName() + " doing first things.");
//模拟子线程执行第一个任务
sleep(3000);
System.out.println(getName() + " done first things.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} try {
//完成第一个任务,告知达到屏障
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
//所有子线程都完成第一个任务后,继续运行每个子线程的下一个任务
System.out.println(getName() + " doing other things.");
}
}
} 运行结果:当子线程都执行完第一个任务到达屏障后,执行下一个任务
start subThread doing...
Thread-0 doing first things.
Thread-1 doing first things.
Thread-1 done first things.
Thread-0 done first things.
Thread-0 doing other things.
Thread-1 doing other things.三、Semaphore
1.应用场景
多线程访问公共资源的情况在开发过程中经常遇见,如数据库连接,可能开启几十个线程进行并发读取,但是考虑到数据库连接性能和消耗,我们必须控制10个线程哪个是连接数据库。Semaphore就是用来控制同时访问特定资源的线程数量。
2.使用方式
Semaphore的构造方法Semaphore(int permits),permits标识许可证数量。执行任务前,acquire()方法获取一个许可证;任务执行完成后调用relese()方法归还许可证。没有获得许可证的子线程就阻塞等待。
补充:
tryAcquire():尝试获取许可证;
intavaliablePermits():返回信号量中当前许可证的个数;
intgetQueueLength():返回正在等待获取许可证的线程个数;
booleanhasQueueThreads():是否有线程正在等待许可证;
reducePermits(int reduction):减少reduction个许可证;
getQueuedThreads():返回所有等待获取许可证的线程集合;
3.实例代码
public class Main {
//创建2个许可证
static Semaphore semaphore = new Semaphore(2); public static void main(String[] args) {
System.out.println("start subThread doing...");
//同时开启4个子线程运行
for (int i = 0; i < 4; i++) {
SubThread subThread = new SubThread();
subThread.start();
}
} static class SubThread extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
//执行任务前获取许可证
semaphore.acquire();
System.out.println(getName() + "doing things.");
sleep(3000);
//执行完任务释放许可证
semaphore.release();
System.out.println(getName() + "finish things.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
} 运行结果:同时只有2个线程运行,当某个线程运行完毕释放许可后,下一个线程才获取许可运行;
start subThread doing...
Thread-0doing things.
Thread-1doing things.
Thread-1finish things.
Thread-2doing things.
Thread-0finish things.
Thread-3doing things.
Thread-2finish things.
Thread-3finish things. 四、Exchanger
1.应用场景
在某些实际业务如流水录入中,为了避免错误。采用两个人同时录入,并对比录入的结果是否一致。Exchanger用于进行线程之间的数据交换,它提供了一个同步点,两个线程可以交换彼此的数据。
2.使用方式
两个线程通过exchange()方法交换数据,如果一个线程执行exchange()方法,它会一直等待第二个线程也执行exchange()方法。当两个线程都达到同步点时,就可以交换数据,将本线程产生的数据传递给对方。
3.实例代码
public class Main {
//用户线程间交换数据(String)对象exchanger
static Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>(); public static void main(String[] args) {
//创建2个子线程分别执行
SubThread1 subThread1 = new SubThread1();
SubThread2 subThread2 = new SubThread2();
subThread1.start();
subThread2.start();
} static class SubThread1 extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println(getName() + "start doing...");
//模拟执行完成后,获取结果result1,并将result1交换给对方线程
sleep(3000);
String result1 = "3000";
String result2 = exchanger.exchange(result1);
//待两个线程都执行完毕后,交换数据进行比较
System.out.println(getName() + " thread1 result:" + result1 + " is equals thread2 result:" + result2 +
"," + result1.equals(result2));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
} static class SubThread2 extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println(getName() + "start doing...");
//模拟执行完成后,获取结果result2,并将result2交换给对方线程
sleep(2000);
String result2 = "2000";
String result1 = exchanger.exchange(result2);
//待两个线程都执行完毕后,交换数据进行比较
System.out.println(getName() + " thread1 result:" + result1 + " is equals thread2 result:" + result2 +
"," + result1.equals(result2));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
} 运行结果:线程1优先执行完毕,等待线程0执行完毕后,交换数据分别进行结果比较
Thread-1start doing...
Thread-0start doing...
Thread-1finish doing...
Thread-0finish doing...
Thread-0 thread1 result:3000 is equals thread2 result:2000,false
Thread-1 thread1 result:3000 is equals thread2 result:2000,false
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