在 java.util.concurrent 包中提供了 4 个有用的并发工具类

CountDownLatch 允许一个或多个线程等待其他线程完成操作，课题点 Thread 类的 join() 方法

CyclicBarrier 可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的场景

Semaphore 用来控制同时访问特定资源的线程数量，通过协调各个线程，以保证合理的使用公共资源

Exchanger 提供了在线程间交换数据的一种手段，它提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据

等待多线程完成的 CountDownLatch

第一种方式是使用 Thread 类的 join() 方法，该方法让当前执行线程等待 join 线程执行结束。

package concurrency;public class JoinCountDownLatchTest {    public static void main(String [] args) throws InterruptedException {        Thread parser1 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                try {                    Thread.sleep(1000);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                System.out.println("I am from the parser1");            }        });        Thread parser2 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                try {                    Thread.sleep(2000);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                System.out.println("I am from the parser2");            }        });        parser1.start();        parser2.start();        parser1.join();  // 当前线程等待 parser1 线程执行完毕        parser2.join();  // 当前线程等待 parser2 线程执行完毕        System.out.println("I am from the main");    }}

CountDownLatch 的构造函数接受一个 int 类型的参数作为计数器，当调用 countDown() 方法时，计数器的值会减1；CountDownLatch 的 await () 会阻塞当前线程，直到计数器变为0。

countDown() 方法可以用在任何地方，因此不仅可以等待多个线程，也可以等待一个线程中的多个执行步骤

计数器必须大于等于 0，只是等于 0 的时候，调用 await() 方法时不会阻塞当前线程。

一个线程调用 countDown() 方法 happens-before 另一个线程调用 await() 方法

package concurrency;import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class CountDownLatchTest {    static CountDownLatch c = new CountDownLatch(2);  // 设置计数器为 2        public static void main(String [] args) throws InterruptedException {        new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                try {                    Thread.sleep(1000);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                System.out.println("1");                c.countDown();  // 计数器减 1                try {                    Thread.sleep(1000);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                System.out.println("2");                c.countDown();  // 计数器减 1            }        }).start();        c.await();  // 阻塞当前线程，直到 count 变为 0        System.out.println("3");    }}

同步屏障 CyclicBarrier

让一组线程到达一个屏障（或同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障是，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续运行。

CyclicBarrier 默认的构造方法是 CyclicBarrier(int parties)，其参数表示屏障拦截的线程数，每个线程调用 await() 方法告知其以到达屏障，然后改线程被阻塞，直到所有的线程都到达屏障后，屏障才会开门，然后线程们在继续运行。

CyclicBarrier 另一个构造方法是 CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，用于在线程到达屏障时，优先执行 barrierAction，方便处理复杂的业务场景

package concurrency;import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class CyclicBarrierTest {    static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2);        public static void main(String [] args) {        new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                try {                    Thread.sleep(1000);                    c.await();  // 到达屏障 阻塞当前线程                } catch (Exception e) {                    e.printStackTrace();                }                System.out.println("1");            }        }).start();                try {            c.await(); // 到达屏障 阻塞当前线程        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("2");    }}

package concurrency;import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class CyclicBarrierTest2 {    static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2, new A());  // 屏障打开后，优先执行 new A()        public static void main(String[] args) {        new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                try {                    Thread.sleep(1000);                    c.await();  // 到达屏障 阻塞当前线程                } catch (Exception e) {                    e.printStackTrace();                }                System.out.println("1");            }                    }).start();        try {            Thread.sleep(1000);            c.await();  // 到达屏障 阻塞当前线程        } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("2");    }        static class A implements Runnable {        @Override        public void run() {            System.out.println("3");        }    }}

 

CyclicBarrier 可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的场景。例如，用一个 Excel 保存了用户所有银行流水，每个 sheet 保存一个账户近一年的每笔银行流水，现在需要统计用户的日均银行流水，先用多线程处理每个 sheet 里的银行流水，都执行完之后，得到每个 sheet 的日均银行流水，最后，再用 barrierAction 将这些线程的计算结果汇总得到整个 Excel 的日均银行流水。

package concurrency;import java.util.Map.Entry;import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;import java.util.concurrent.CyclicBarrier;import java.util.concurrent.Executor;import java.util.concurrent.Executors;public class BankWaterService implements Runnable {    private CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(4, this);  // 创建  4 个屏障，处理完之后运行当前类的 run 方法    private Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(4);  // 创建一个包含 4 个线程的线程池    private ConcurrentHashMap
     
       sheetBankWaterCount = new ConcurrentHashMap<>();        private void count() {        for (int i = 0; i < 4; i++) {            executor.execute(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    sheetBankWaterCount.put(Thread.currentThread().getName(), 1);                    try {                        Thread.sleep(1000);                        c.await();  // 插入屏障                    } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {                        e.printStackTrace();                    }                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());                }            });        }    }        @Override    public void run() {        int result = 0;        for (Entry
      
        sheet : sheetBankWaterCount.entrySet()) {            result += sheet.getValue();        }        sheetBankWaterCount.put("result", result);        System.out.println(result);    }        public static void main(String [] args) {        BankWaterService bankWaterService = new BankWaterService();        bankWaterService.count();    }}
      
     

控制并发数的 Semaphore

 用于做流量控制，特别是公共资源有限的场景，如数据库连接。

Semaphore 的构造方法 Semaphore(int permits) 接受一个整数，表示可用的许可证数量，即最大并发数

package concurrency;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Semaphore;public class SemaphoreTest {    private static final int THREAD_COUNT = 30;    private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);    private static Semaphore s = new Semaphore(10);  // 最大并发数是 10        public static void main(String [] args) {        for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {  // 虽然有30个线程，但最多只有10个并发执行             threadPool.execute(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    try {                        s.acquire();  // 获取一个许可                        Thread.sleep(1000);                        System.out.println(Thread.currentThread().getName());                        Thread.sleep(1000);                        s.release();  // 释放一个许可                    } catch (InterruptedException e) {                    }                }            });        }        threadPool.shutdown();    }}

线程间交换数据的 Exchanger

用于进行线程间的数据交换，他提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过 exchange() 方法交换数据，如果第一个线程先执行 exchange() 方法，它会一直等待第二个线程也执行 exchange() 方法，当两个线程都到达同步点时，这两个线程就可以交换数据，将本线程产生出来的数据传递给对方。

package concurrency;import java.util.concurrent.Exchanger;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class ExchangerTest {    private static final Exchanger
     
       EXCHANGER = new Exchanger<>();    private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);    public static void main(String [] args) {        threadPool.execute(new Runnable() {            @Override            public void run() {                try {                    String A = "银行流水A";                    System.out.println("A录入的是： " + A);                    A = EXCHANGER.exchange(A);  // 将对象 A 传递到另一个线程，并接受的另一个线程传递过来的值。                    System.out.println("A录入的是： " + A);                } catch (InterruptedException e) {                }            }        });        threadPool.execute(new Runnable() {            @Override            public void run() {                try {                    Thread.sleep(1000);                    String B = "银行流水B";                    System.out.println("B录入的是： " + B);                    B = EXCHANGER.exchange(B);                    System.out.println("B录入的是： " + B);                } catch (InterruptedException e) {                }            }        });        threadPool.shutdown();    }}