Java 并发工具类

Semaphore 是什么？

Semaphore ，是一种新的同步类，它是一个计数信号。从概念上讲，从概念上讲，信号量维护了一个许可集合。

• 如有必要，在许可可用前会阻塞每一个 #acquire() 方法，然后再获取该许可。
• 每个 #release() 方法，添加一个许可，从而可能释放一个正在阻塞的获取者。
• 但是，不使用实际的许可对象，Semaphore 只对可用许可的数量进行计数，并采取相应的行动。

信号量常常用于多线程的代码中，比如数据库连接池。

• 使用方式，可以看看 《JAVA多线程 – 信号量(Semaphore)》 。
• 源码解析，可以看看 《【死磕 Java 并发】—– J.U.C 之并发工具类：Semaphore》 。

说说 CountDownLatch 原理

CountDownLatch ，字面意思是减小计数（CountDown）的门闩（Latch）。它要做的事情是，等待指定数量的计数被减少，意味着门闩被打开，然后进行执行。

CountDownLatch 默认的构造方法是 CountDownLatch(int count) ，其参数表示需要减少的计数，主线程调用 #await() 方法告诉 CountDownLatch 阻塞等待指定数量的计数被减少，然后其它线程调用 CountDownLatch 的 #countDown() 方法，减小计数(不会阻塞)。等待计数被减少到零，主线程结束阻塞等待，继续往下执行。

• CountDownLatch 的使用示例，请看 《Java 多线程 CountDownLatch 用法》 。
• CountDownLatch 的源码解析，请看 《【死磕 Java 并发】—– J.U.C 之并发工具类：CountDownLatch》

说说 CyclicBarrier 原理

CyclicBarrier ，字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续干活。

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量，每个线程调用 #await() 方法告诉 CyclicBarrier 我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞，直到 parties 个线程到达，结束阻塞。

• CyclicBarrier 的使用示例，请看 《CyclicBarrier 的用法》
• CyclicBarrier 的源码解析，请看 《【死磕 Java 并发】—- J.U.C 之并发工具类：CyclicBarrier》 。

说说 Exchanger 原理

实际场景下，问了一圈朋友，Exchanger 基本没在业务中使用过。

• Exchanger 的使用示例，请看 《【Java并发】线程同步工具Exchanger的使用》 。
• Exchanger 的源码解析，请看 《【死磕 Java 并发】—– J.U.C 之并发工具类：Exchanger》

CyclicBarrier 和 CountdownLatch 有什么区别？

CyclicBarrier 可以重复使用，而 CountdownLatch 不能重复使用。

• CountDownLatch 其实可以把它看作一个计数器，只不过这个计数器的操作是原子操作。
  • 你可以向 CountDownLatch 对象设置一个初始的数字作为计数值，任何调用这个对象上的 #await() 方法都会阻塞，直到这个计数器的计数值被其他的线程减为 0 为止。所以在当前计数到达零之前，await 方法会一直受阻塞。之后，会释放所有等待的线程，await 的所有后续调用都将立即返回。这种现象只出现一次——计数无法被重置。如果需要重置计数，请考虑使用 CyclicBarrier 。
  • CountDownLatch 的一个非常典型的应用场景是：有一个任务想要往下执行，但必须要等到其他的任务执行完毕后才可以继续往下执行。假如我们这个想要继续往下执行的任务调用一个 CountDownLatch 对象的 #await() 方法，其他的任务执行完自己的任务后调用同一个 CountDownLatch 对象上的 #countDown() 方法，这个调用 #await() 方法的任务将一直阻塞等待，直到这个 CountDownLatch 对象的计数值减到 0 为止。
• CyclicBarrier 一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。在涉及一组固定大小的线程的程序中，这些线程必须不时地互相等待，此时 CyclicBarrier 很有用。因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用，所以称它为循环的 barrier 。

整理表格如下：

CountDownLatch	CyclicBarrier
减计数方式	加计数方式
计算为 0 时释放所有等待的线程	计数达到指定值时释放所有等待线程
计数为 0 时，无法重置	计数达到指定值时，计数置为 0 重新开始
调用 #countDown() 方法计数减一，调用 #await() 方法只进行阻塞，对计数没任何影响	调用 #await() 方法计数加 1 ，若加 1 后的值不等于构造方法的值，则线程阻塞
不可重复利用	可重复利用