Java并發(fā)工具類CountDownLatch CyclicBarrier使用詳解
CountDownLatch
CountDownLatch是一個(gè)同步輔助類，它允許一個(gè)或多個(gè)線程等待，直到其他線程完成一組操作。CountDownLatch有一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器減為0時(shí)，等待的線程將被喚醒。計(jì)數(shù)器只能減少，不能增加。
示例：使用CountDownLatch等待所有線程完成任務(wù)
假設(shè)我們有一個(gè)任務(wù)需要三個(gè)子任務(wù)完成，我們可以使用CountDownLatch來等待所有子任務(wù)完成。
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class CountDownLatchExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
for (int i = 1; i <= 3; i++) {
final int taskNumber = i;
new Thread(() -> {
System.out.println("Task " + taskNumber + " started");
try {
Thread.sleep(1000 * taskNumber);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Task " + taskNumber + " completed");
latch.countDown();
}).start();
}
System.out.println("Waiting for all tasks to complete...");
latch.await();
System.out.println("All tasks completed");
}
}在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)CountDownLatch并設(shè)置初始計(jì)數(shù)器為3。每個(gè)子任務(wù)完成后，調(diào)用latch.countDown()減少計(jì)數(shù)器。主線程調(diào)用latch.await()等待所有子任務(wù)完成。
CyclicBarrier
CyclicBarrier是一個(gè)同步輔助類，它允許一組線程相互等待，直到所有線程都準(zhǔn)備好繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)所有線程都到達(dá)屏障點(diǎn)時(shí)，屏障將打開。CyclicBarrier可以重復(fù)使用。
示例：使用CyclicBarrier同步多個(gè)線程
假設(shè)我們有三個(gè)線程需要在某個(gè)點(diǎn)同步，我們可以使用CyclicBarrier實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class CyclicBarrierExample {
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> System.out.println("All threads are ready to proceed"));
for (int i = 1; i <= 3; i++) {
final int taskNumber = i;
new Thread(() -> {
System.out.println("Task " + taskNumber + " is ready");
try {
barrier.await();
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Task " + taskNumber + " is proceeding");
}).start();
}
}
}在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)CyclicBarrier并設(shè)置參與者數(shù)量為3。每個(gè)線程在準(zhǔn)備好繼續(xù)執(zhí)行之前調(diào)用barrier.await()。當(dāng)所有線程都準(zhǔn)備好時(shí)，屏障將打開，所有線程將繼續(xù)執(zhí)行。
Semaphore
Semaphore是一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)量，它維護(hù)了一個(gè)許可集。線程可以請(qǐng)求許可，如果有可用的許可，線程將獲得許可并繼續(xù)執(zhí)行。否則，線程將阻塞，直到有可用的許可。許可可以由任何線程釋放。Semaphore可用于實(shí)現(xiàn)資源池、限制并發(fā)訪問等。
示例：使用Semaphore限制并發(fā)訪問
假設(shè)我們有一個(gè)只能同時(shí)處理三個(gè)請(qǐng)求的服務(wù)器，我們可以使用Semaphore來實(shí)現(xiàn)并發(fā)訪問限制。
import java.util.concurrent.Semaphore;
public class SemaphoreExample {
public static void main(String[] args) {
Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
for (int i = 1; i <= 10; i++) final int clientNumber = i;
new Thread(() -> {
try {
System.out.println("Client " + clientNumber + " is trying to connect");
semaphore.acquire();
System.out.println("Client " + clientNumber + " is connected");
Thread.sleep(2000);
System.out.println("Client " + clientNumber + " is disconnected");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
semaphore.release();
}
}).start();
}
}
}在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)Semaphore并設(shè)置初始許可數(shù)量為3。每個(gè)客戶端線程在連接服務(wù)器之前調(diào)用semaphore.acquire()請(qǐng)求許可。當(dāng)許可可用時(shí)，線程將獲得許可并繼續(xù)執(zhí)行。線程完成后，調(diào)用semaphore.release()釋放許可。
Exchanger
Exchanger是一個(gè)同步輔助類，它允許兩個(gè)線程在一個(gè)臨界點(diǎn)交換數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個(gè)線程都到達(dá)交換點(diǎn)時(shí)，它們將交換數(shù)據(jù)。Exchanger可以用于遺傳算法、管道設(shè)計(jì)等。
示例：使用Exchanger交換數(shù)據(jù)
假設(shè)我們有兩個(gè)線程，一個(gè)生成數(shù)據(jù)，另一個(gè)處理數(shù)據(jù)。我們可以使用Exchanger在這兩個(gè)線程之間交換數(shù)據(jù)。
import java.util.concurrent.Exchanger;
public class ExchangerExample {
public static void main(String[] args) {
Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();
new Thread(() -> {
try {
String data = "Data from producer";
System.out.println("Producer is sending: " + data);
String receivedData = exchanger.exchange(data);
System.out.println("Producer received: " + receivedData);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
new Thread(() -> {
try {
String data = "Data from consumer";
System.out.println("Consumer is sending: " + data);
String receivedData = exchanger.exchange(data);
System.out.println("Consumer received: " + receivedData);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)Exchanger。生產(chǎn)者和消費(fèi)者線程在交換數(shù)據(jù)前調(diào)用exchanger.exchange(data)。當(dāng)兩個(gè)線程都到達(dá)交換點(diǎn)時(shí)，它們將交換數(shù)據(jù)。
Phaser
Phaser是一個(gè)靈活的同步輔助類，它允許一組線程相互等待，直到所有線程都準(zhǔn)備好繼續(xù)執(zhí)行。與CyclicBarrier類似，但Phaser更加靈活，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整參與者數(shù)量和支持多個(gè)階段。
示例：使用Phaser同步多個(gè)線程
假設(shè)我們有三個(gè)線程需要在某個(gè)點(diǎn)同步，我們可以使用Phaser實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
import java.util.concurrent.Phaser;
public class PhaserExample {
public static void main(String[] args) {
Phaser phaser = new Phaser(3);
for (int i = 1; i <= 3; i++) {
final int taskNumber = i;
new Thread(() -> {
System.out.println("Task " + taskNumber + " is ready");
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.println("Task " + taskNumber + " is proceeding");
}).start();
}
}
}在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)Phaser并設(shè)置參與者數(shù)量為3。每個(gè)線程在準(zhǔn)備好繼續(xù)執(zhí)行之前調(diào)用phaser.arriveAndAwaitAdvance()。當(dāng)所有線程都準(zhǔn)備好時(shí)，屏障將打開，所有線程將繼續(xù)執(zhí)行。
這些并發(fā)工具類為Java多線程編程提供了強(qiáng)大的支持，幫助我們更輕松地實(shí)現(xiàn)各種同步和并發(fā)場景。希望這些示例能幫助你理解并掌握這些工具類的用法。
以上就是Java并發(fā)工具類CountDownLatch CyclicBarrier使用詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java并發(fā)工具類的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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