本文最后更新于 2023-09-19,文章内容可能已经过时。

7 JUC 三大辅助类

JUC 中提供了三种常用的辅助类,通过这些辅助类可以很好的解决线程数量过多时 Lock 锁的频繁操作。这三种辅助类为:

  • CountDownLatch: 减少计数

  • CyclicBarrier: 循环栅栏

  • Semaphore: 信号灯

下面我们分别进行详细的介绍和学习

7.1 减少计数 CountDownLatch

CountDownLatch 类可以设置一个计数器,然后通过 countDown 方法来进行减 1 的操作,使用 await 方法等待计数器不大于 0,然后继续执行 await 方法之后的语句。

  • CountDownLatch 主要有两个方法,当一个或多个线程调用 await 方法时,这些线程会阻塞

  • 其它线程调用 countDown 方法会将计数器减 1(调用 countDown 方法的线程不会阻塞)

  • 当计数器的值变为 0 时,因 await 方法阻塞的线程会被唤醒,继续执行

场景: 6 个用户线程陆续离开后主线程关闭。

public class CountDownDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);
        System.out.println("主线程要关闭 关闭前请其他线程陆续退出");
        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " :: is exiting");
                countDownLatch.countDown();
            }, "线程" + String.valueOf(i)).start();
        }

        countDownLatch.await();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is finished");
    }
}

7.2 循环栅栏 CyclicBarrier

CyclicBarrier 看英文单词可以看出大概就是循环阻塞的意思,在使用中CyclicBarrier 的构造方法第一个参数是目标障碍数,每次执行 CyclicBarrier 一次障碍数会加一,如果达到了目标障碍数,才会执行 cyclicBarrier.await()之后的语句。可以将 CyclicBarrier 理解为加 1 操作

跟cyclicbarrier await线程数相关 只要await达到的线程数刚好符合 就唤醒所有线程并执行runnable方法

场景: 集齐 7 颗龙珠就可以召唤神龙

public class CyclicBarrierDemo {
    
    private static int NUM = 7;
    
    public static void main(String[] args) {
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(NUM, ()->{
            System.out.println("七颗龙珠被收集到了 可以召唤神龙!");
        });

        for (int i = 1; i <= 7; i++) {
            new Thread(()-> {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " :: 星龙珠被收集到了!");
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

7.3 信号灯 Semaphore

Semaphore 的构造方法中传入的第一个参数是最大信号量(可以看成最大线程池),每个信号量初始化为一个最多只能分发一个许可证。使用 acquire 方法获得许可证,release 方法释放许可

场景: 抢车位, 6 部汽车 3 个停车位

public class SemaphoreDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            new Thread(()-> {
                try {
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "抢到了车位....");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(5));
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                } finally {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "离开了车位....");
                    semaphore.release();
                }
            }, "线程 :: " + String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}