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JUC 并发调度工具类

JUC 并发调度工具类

作者: 黄靠谱 | 来源:发表于2019-02-13 18:09 被阅读16次

    概述

    通过常见并发工具类来实现多线程之间的调度:CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore、Thread.join()

    1. CountDownLatch:主、子线程同步(1+N的同步)。阻塞主线程,等待指定个数的子线程完成后,再执行主线程。依赖 1个await + N个countDown 两个函数完成功能
    2. CyclicBarrier(栅栏):N个子线程的同步。让多个子线程阻塞,满足一定数量的await函数调用后,所有子线程继续执行后面的逻辑。依赖 N个await完成阻塞和计数。
    3. Semaphore:多线程限流。通过初始化参数指定允许最高并发线程,用阻塞等待的方式限流。但是功能没有JUC线程池丰富(无法复用线程)。依赖 require + release 两个函数完成功能
    4. 其实Thread.join()也可以实现 1+1的线程同步,只不过控制没有CountDownLatch灵活。线程的同步机制,依赖于子线程彻底运行结束,但是可以保证可见性。而CountDownLatch不需要等待子线程结束,只要计数满足N,阻塞线程就可以继续执行

    CountDownLatch

    通过latch.await方法阻塞主线程,多个子线程调用latch.countDown(),latch来负责计数,来完成一个大的任务

    比如5个子任务的下载,主线程阻塞,等待5个子线程都下载完毕,主线程才唤醒,打印下载完毕

        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            final   CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5);
            for(int i = 0; i < 5; i++){
                Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始下载");
                            Thread.sleep(1000);
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成下载");
                            latch.countDown();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
                
                thread.start();
            }
            latch.await();
            System.out.println("全部下载完毕");
        }
    

    CyclicBarrier(栅栏 子线程同步)

    阻塞引用的所有的子线程,直到满足一定的条件,所有的子线程才回复工作。但是和CDL不同,更简洁,子线程调用 CyclicBarrier.await()的时候,不仅阻塞当前子线程,而且计数会减少1。不需要额外调用别的方法。
    通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行。这个阻塞的是所有的子线程,一直到都完成大家在一起往下执行。而不是阻塞主线程
    支持回调方法

    
        @Override
        public void run() {
            try{
                System.out.println("子线程: 子任务"+taskCode+"已准备就绪,等待其他子任务就绪。。。");
                begin_cyclicBarrier.await();
                System.out.println("子线程:  子任务"+taskCode+"开始执行");
                Thread.sleep(1000);
                count.addAndGet(Integer.valueOf(taskCode));
                System.out.println("子线程:  子任务"+taskCode+"执行完成");
                end_cyclicBarrier.await();
            }catch(Exception e){
            }
        }
    

    Semaphore(多线程限流)

    多线程限流,通过控制初始化参数,控制最大支持的并发数,从而限流,semaphore.acquire 计数,semaphore.release释放。但是功能没有线程池的丰富。
    在限流方面,类似线程池,但是不具备线程池的复用线程、线程数控制、饱和策略等功能

    线程池的逻辑是:core线程、BlockingQueue、max线程、丢弃。
    信号量的逻辑:进入计数,释放计数,总量控制,阻塞等待。

    限制最多N个线程同时运行,超出的线程争夺会阻塞,直到有线程release。这和线程池的maxCore类似但是不一样。

    //测试类50个线程准备接水,但是水龙头只有10个
    public class Test {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            final Semaphore semaphore=new Semaphore(10);
            for(int i=0;i<50;i++){
                TestThread thread=new TestThread(semaphore,i+1);
                thread.start();
            }
        }
    }
    
    public class TestThread extends Thread{
        Semaphore semaphore;
        int number=0;
        TestThread(Semaphore semaphore,int number){
            this.semaphore=semaphore;
            this.number=number;
        }
        
         @Override
         public void run() {
             try {
                semaphore.acquire();
                System.out.println("学生"+this.number+"开始接水...");  
                 Thread.sleep(2000);  
                 System.out.println("学生"+this.number+"接水完毕");  
                 semaphore.release();  
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }  
         }
    }
    

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