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多线程同步工具-CountDownLatch和CyclicBar

多线程同步工具-CountDownLatch和CyclicBar

作者: 无量散人 | 来源:发表于2018-04-10 19:52 被阅读7次

一、CountDownLatch

1.1、说明

CountDownLatch:一个同步工具类,它允许一个或多个线程一直等待,直到其他线程的操作执行完后再执行。

1.2、示例

场景:

年末公司组织团建,要求每一位员工周六上午8点到公司门口集合,统一乘坐公司所租大巴前往目的地。 在这个案例中,公司作为主线程,员工作为子线程。

代码

package com.test.thread;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/** 
 * @author  javaloveiphone
 * @date 创建时间:2017年1月25日 上午10:59:11 
 * @Description: 
 */
public class Company {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //员工数量
        int count = 5;
        //创建计数器
        //构造参数传入的数量值代表的是latch.countDown()调用的次数
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count);

        //创建线程池,可以通过以下方式创建
        //ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1,1,60,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(count));
        ExecutorService threadPool =  Executors.newFixedThreadPool(count);

        System.out.println("公司发送通知,每一位员工在周六早上8点到公司大门口集合");
        for(int i =0;i<count ;i++){
            //将子线程添加进线程池执行
            Thread.sleep(10);
            threadPool.execute(new Employee(latch,i+1));
        }
        try {
            //阻塞当前线程,直到所有员工到达公司大门口之后才执行
            latch.await();
            // 使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待,除非线程被中断或超出了指定的等待时间。
            //latch.await(long timeout, TimeUnit unit)
            System.out.println("所有员工已经到达公司大门口,大巴车发动,前往活动目的地。");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            //最后关闭线程池,但执行以前提交的任务,不接受新任务
            threadPool.shutdown();
            //关闭线程池,停止所有正在执行的活动任务,暂停处理正在等待的任务,并返回等待执行的任务列表。
            //threadPool.shutdownNow();
        }
    }
}

//分布式工作线程
class Employee implements Runnable{

    private CountDownLatch latch;
    private int employeeIndex;

    public Employee(CountDownLatch latch,int employeeIndex){
        this.latch = latch;
        this.employeeIndex = employeeIndex;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("员工:"+employeeIndex+",正在前往公司大门口集合...");
            Thread.sleep(10);
            System.out.println("员工:"+employeeIndex+",已到达。");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            //当前计算工作已结束,计数器减一
            latch.countDown();  
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //执行coutDown()之后,继续执行自己的工作,不受主线程的影响
            System.out.println("员工:"+employeeIndex+",吃饭、喝水、拍照。");
        }
    }
}

打印结果

公司发送通知,每一位员工在周六早上8点到公司大门口集合
员工:1,正在前往公司大门口集合...
员工:1,已到达。
员工:2,正在前往公司大门口集合...
员工:2,已到达。
员工:1,吃饭、喝水、拍照。
员工:3,正在前往公司大门口集合...
员工:2,吃饭、喝水、拍照。
员工:3,已到达。
员工:4,正在前往公司大门口集合...
员工:3,吃饭、喝水、拍照。
员工:4,已到达。
员工:5,正在前往公司大门口集合...
员工:4,吃饭、喝水、拍照。
员工:5,已到达。
所有员工已经到达公司大门口,大巴车发动,前往活动目的地。
员工:5,吃饭、喝水、拍照。

二、CyclicBarrier

2.1、说明

一个同步辅助类,用于协调多个子线程,让多个子线程在这个屏障前等待,直到所有子线程都到达了这个屏障时,再一起继续执行后面的动作。

2.2、示例

场景

年末公司组织团建,要求每一位员工周六上午8点【自驾车】到公司门口集合,然后【自驾车】前往目的地。
在这个案例中,公司作为主线程,员工作为子线程。

代码

package com.test.spring.support;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/** 
 * @author  javaloveiphone
 * @date 创建时间:2017年1月25日 上午10:59:11 
 * @Description: 
 */
public class Company {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //员工数量
        int count = 5;
        //创建计数器
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(count+1);

        //创建线程池,可以通过以下方式创建
        //ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1,1,60,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(count));
        ExecutorService threadPool =  Executors.newFixedThreadPool(count);

        System.out.println("公司发送通知,每一位员工在周六早上8点【自驾车】到公司大门口集合");
        for(int i =0;i<count ;i++){
            //将子线程添加进线程池执行
            threadPool.execute(new Employee(barrier,i+1));
            Thread.sleep(10);
        }
        try {
            //阻塞当前线程,直到所有员工到达公司大门口之后才执行
            barrier.await();
            Thread.sleep(10);
            // 使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待,除非线程被中断或超出了指定的等待时间。
            //latch.await(long timeout, TimeUnit unit)
            System.out.println("所有员工已经到达公司大门口,公司领导一并【自驾车】同员工前往活动目的地。");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BrokenBarrierException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            //最后关闭线程池,但执行以前提交的任务,不接受新任务
            threadPool.shutdown();
            //关闭线程池,停止所有正在执行的活动任务,暂停处理正在等待的任务,并返回等待执行的任务列表。
            //threadPool.shutdownNow();
        }
    }
}

//分布式工作线程
class Employee implements Runnable{

    private CyclicBarrier barrier;
    private int employeeIndex;

    public Employee(CyclicBarrier barrier,int employeeIndex){
        this.barrier = barrier;
        this.employeeIndex = employeeIndex;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("员工:"+employeeIndex+",正在前往公司大门口集合...");
            Thread.sleep(10*employeeIndex);
            System.out.println("员工:"+employeeIndex+",已到达。");
            barrier.await();
            Thread.sleep(10);
            System.out.println("员工:"+employeeIndex+",【自驾车】前往目的地");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BrokenBarrierException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

打印结果

公司发送通知,每一位员工在周六早上8点【自驾车】到公司大门口集合
员工:1,正在前往公司大门口集合...
员工:1,已到达。
员工:2,正在前往公司大门口集合...
员工:3,正在前往公司大门口集合...
员工:2,已到达。
员工:4,正在前往公司大门口集合...
员工:5,正在前往公司大门口集合...
员工:3,已到达。
员工:4,已到达。
员工:5,已到达。
员工:3,【自驾车】前往目的地
员工:5,【自驾车】前往目的地
所有员工已经到达公司大门口,公司领导一并【自驾车】同员工前往活动目的地。
员工:4,【自驾车】前往目的地
员工:1,【自驾车】前往目的地
员工:2,【自驾车】前往目的地

注意:

子线程执行了await()方法,必须等待其它所有子线程执行await()方法之后,才能一起继续后续的(await后main的)工作,就像上面的例子,所有自驾车必须都到达公司大门口之后,才能一起继续各自自驾车前往目的地。 但,主线程await()之后的工作与子线程await()之后的工作是不受影响的,只要所有的子线程执行了await()方法,主线程此时就可以后续的工作了,不必管子线程await()方法后续工作的情况

三、对比

CyclicBarrier与CountDownLatch的区别:

(1)、构造两者对象传入的参数不一样:构造CyclicBarrier比构造CountDownLatch的参数大了1,原因是构造CyclicBarrier的数量表示的是调用await()的次数,构造CountDownLatch的数量表示的是调用countDown()的次数;
(2)、子线程调用了barrier.await()之后,必须等待所有子线程都完成barrier.await()调用后才能一起继续后续自己的工作,而子线程调用latch.countDown()之后,会继续子线程自己的工作,不用等待其它子线程latch.countDown()调用情况。
(3)、CyclicBarrier可以循环使用,而CountDownLatch不是循环使用的。

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