多线程处理中,有时需要等待一些线程到达后才继续执行,这就需要线程同步器。
CountDownLatch 闭锁
java.util.concurrent.CountDownLatch 是一个并发构造,它允许一个或多个线程等待一系列指定操作的完成。
CountDownLatch 以一个给定的数量初始化。countDown() 每被调用一次,这一数量就减一。通过调用 await() 方法之一,线程可以阻塞等待这一数量到达零。
以下是一个简单示例。Decrementer 三次调用 countDown() 之后,等待中的 Waiter 才会从 await() 调用中释放出来。
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
Waiter waiter = new Waiter(latch);
Decrementer decrementer = new Decrementer(latch);
new Thread(waiter) .start();
new Thread(decrementer).start();
Thread.sleep(4000);
public class Waiter implements Runnable{
CountDownLatch latch = null;
public Waiter(CountDownLatch latch) {
this.latch = latch;
}
public void run() {
try {
latch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Waiter Released");
}
}
public class Decrementer implements Runnable {
CountDownLatch latch = null;
public Decrementer(CountDownLatch latch) {
this.latch = latch;
}
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
this.latch.countDown();
Thread.sleep(1000);
this.latch.countDown();
Thread.sleep(1000);
this.latch.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
栅栏 CyclicBarrier
java.util.concurrent.CyclicBarrier 类是一种同步机制,它能够对处理一些算法的线程实现同步。换句话讲,它就是一个所有线程必须等待的一个栅栏,直到所有线程都到达这里,然后所有线程才可以继续做其他事情。图示如下:
两个线程在栅栏旁等待对方。
通过调用 CyclicBarrier 对象的 await() 方法,两个线程可以实现互相等待。一旦 N 个线程在等待 CyclicBarrier 达成,所有线程将被释放掉去继续运行。
创建一个 CyclicBarrier
在创建一个 CyclicBarrier 的时候你需要定义有多少线程在被释放之前等待栅栏。创建 CyclicBarrier 示例:
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2);
等待一个 CyclicBarrier
以下演示了如何让一个线程等待一个 CyclicBarrier:
barrier.await();
当然,你也可以为等待线程设定一个超时时间。等待超过了超时时间之后,即便还没有达成 N 个线程等待 CyclicBarrier 的条件,该线程也会被释放出来。以下是定义超时时间示例:
barrier.await(10, TimeUnit.SECONDS);
满足以下任何条件都可以让等待 CyclicBarrier 的线程释放:
- 最后一个线程也到达 CyclicBarrier(调用 await())
- 当前线程被其他线程打断(其他线程调用了这个线程的 interrupt() 方法)
- 其他等待栅栏的线程被打断
- 其他等待栅栏的线程因超时而被释放
- 外部线程调用了栅栏的 CyclicBarrier.reset() 方法
CyclicBarrier 行动
CyclicBarrier 支持一个栅栏行动,栅栏行动是一个 Runnable 实例,一旦最后等待栅栏的线程抵达,该实例将被执行。你可以在 CyclicBarrier 的构造方法中将 Runnable 栅栏行动传给它:
Runnable barrierAction = ... ;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2, barrierAction);
CyclicBarrier 示例
以下代码演示了如何使用 CyclicBarrier:
Runnable barrier1Action = new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("BarrierAction 1 executed ");
}
};
Runnable barrier2Action = new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("BarrierAction 2 executed ");
}
};
CyclicBarrier barrier1 = new CyclicBarrier(2, barrier1Action);
CyclicBarrier barrier2 = new CyclicBarrier(2, barrier2Action);
CyclicBarrierRunnable barrierRunnable1 =
new CyclicBarrierRunnable(barrier1, barrier2);
CyclicBarrierRunnable barrierRunnable2 =
new CyclicBarrierRunnable(barrier1, barrier2);
new Thread(barrierRunnable1).start();
new Thread(barrierRunnable2).start();
CyclicBarrierRunnable 类:
public class CyclicBarrierRunnable implements Runnable{
CyclicBarrier barrier1 = null;
CyclicBarrier barrier2 = null;
public CyclicBarrierRunnable(
CyclicBarrier barrier1,
CyclicBarrier barrier2) {
this.barrier1 = barrier1;
this.barrier2 = barrier2;
}
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" waiting at barrier 1");
this.barrier1.await();
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" waiting at barrier 2");
this.barrier2.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" done!");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
以上代码控制台输出如下。注意每个线程写入控制台的时序可能会跟你实际执行不一样。比如有时 Thread-0 先打印,有时
Thread-1 先打印。
Thread-0 waiting at barrier 1
Thread-1 waiting at barrier 1
BarrierAction 1 executed
Thread-1 waiting at barrier 2
Thread-0 waiting at barrier 2
BarrierAction 2 executed
Thread-0 done!
Thread-1 done!
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