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

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 个同学陆续离开教室后值班同学才可以关门。
CountDownLatchDemo

  1. package com.atguigu.test;
  2. import java.util.concurrent.CountDownLatch;
  3. /**
  4. * CountDownLatchDemo
  5. */
  6. public class CountDownLatchDemo {
  7. /**
  8. * 6 个同学陆续离开教室后值班同学才可以关门
  9. * @param args
  10. */
  11. public static void main(String[] args) throws Exception{
  12. //定义一个数值为 6 的计数器
  13. CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);
  14. //创建 6 个同学
  15. for (int i = 1; i <= 6; i++) {
  16. new Thread(() ->{
  17. try{
  18. if(Thread.currentThread().getName().equals("同学 6")){
  19. Thread.sleep(2000);
  20. }
  21. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "离开了");
  22. //计数器减一,不会阻塞countDownLatch.countDown();
  23. }catch (Exception e){
  24. e.printStackTrace();
  25. }
  26. }, "同学" + i).start();
  27. }
  28. //主线程 await 休息
  29. System.out.println("主线程睡觉");
  30. countDownLatch.await();
  31. //全部离开后自动唤醒主线程
  32. System.out.println("全部离开了,现在的计数器为" +
  33. countDownLatch.getCount());
  34. }
  35. }

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
场景: 集齐 7 颗龙珠就可以召唤神龙
CyclicBarrierDemo

  1. package com.atguigu.test;
  2. import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
  3. /*** CyclicBarrierDemo 案列
  4. */
  5. public class CyclicBarrierDemo {
  6. //定义神龙召唤需要的龙珠总数
  7. private final static int NUMBER = 7;
  8. /**
  9. * 集齐 7 颗龙珠就可以召唤神龙
  10. * @param args
  11. */
  12. public static void main(String[] args) {
  13. //定义循环栅栏
  14. CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(NUMBER, () ->{
  15. System.out.println("集齐" + NUMBER + "颗龙珠,现在召唤神龙!!!!!!!!!");
  16. });
  17. //定义 7 个线程分别去收集龙珠
  18. for (int i = 1; i <= 7; i++) {
  19. new Thread(()->{
  20. try {
  21. if(Thread.currentThread().getName().equals("龙珠 3 号")){
  22. System.out.println("龙珠 3 号抢夺战开始,孙悟空开启超级赛亚人模式!");
  23. Thread.sleep(5000);
  24. System.out.println("龙珠 3 号抢夺战结束,孙悟空打赢了,拿到了龙珠 3号!");
  25. }else{
  26. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "收集到了!!!!");
  27. }
  28. cyclicBarrier.await();
  29. }catch (Exception e){
  30. e.printStackTrace();
  31. }
  32. }, "龙珠" + i + "号").start();
  33. }
  34. }
  35. }

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
SemaphoreDemo

  1. package com.atguigu.test;
  2. import java.util.concurrent.Semaphore;
  3. /**
  4. * Semaphore 案列
  5. */
  6. public class SemaphoreDemo {/**
  7. * 抢车位, 10 部汽车 1 个停车位
  8. * @param args
  9. */
  10. public static void main(String[] args) throws Exception{
  11. //定义 3 个停车位
  12. Semaphore semaphore = new Semaphore(1);
  13. //模拟 6 辆汽车停车
  14. for (int i = 1; i <= 10; i++) {
  15. Thread.sleep(100);
  16. //停车
  17. new Thread(() ->{
  18. try {
  19. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "找车位 ing");
  20. semaphore.acquire();
  21. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "汽车停车成功!");
  22. Thread.sleep(10000);
  23. }catch (Exception e){
  24. e.printStackTrace();
  25. }finally {
  26. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "溜了溜了");
  27. semaphore.release();
  28. }
  29. }, "汽车" + i).start();
  30. }
  31. }
  32. }