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【Java多线程】JUC其他常用组件

news 来源：原创 2025/5/23 17:02:46

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Callable

我们知道在JAVA的线程中我们只能执行任务，而这个任务不能返回一个值，而Callable的出现就是为了弥补这一缺陷。

Callable：定义一个带有返回值的任务，并没有真的在执行，需要搭配Thread对象来使用。

Thread本身不提供获取结果的方法，需要凭FurureTask对象来得到结果，这么做是为了解耦合。

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {@Overridepublic Integer call() throws Exception {Integer res = 0;for (int i = 0; i < 10; i++) {res += i;}return res;}};FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);Thread thread = new Thread(futureTask);thread.start();System.out.println(futureTask.get());
}

//匿名写法
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(()->{Integer res = 0;for (int i = 0; i < 10; i++) {res += i;}return res;
});

get方法用于获取FutureTask的返回值，如果FutureTask没有运行完成get方法会产生阻塞，直到线程运行完毕，get拿到返回结果。

ReentrantLock (可重入锁)

通过lock()和unlock()方法加解锁，效率比synchronized低，远古时期用的较多。

如果要使用ReentrantLock进行加锁，可以通过此方式防止忘记解锁

locker.lock();
try {//代码逻辑
} finally {locker.unlock();
}

ReentrantLock和synchronized的区别：

synchronized 是关键字(内部实现是 JVM 内部通过 C++ 实现的),ReentrantLock 标准库的类(Java)。
synchronized 通过代码块控制加锁解锁,ReentrantLock 需要 lock/unlock 方法,需要注意 unlock 不被调用的问题。
ReentrantLock 除了提供 lock, unlock 之外,还提供了一个方法trylock()，这个方法不会产生阻塞，加锁成功返回true，失败返回false，可以由调用者决定接下来怎么做。
ReentrantLock提供了公平锁的实现，默认是非公平，需要在创建的时候传入true。
ReentrantLock搭配的等待通知机制是Condition类，相比于wait notify来说要更加强大灵活一些。

semaphore(信号量)

信号量表示的是“可用资源的个数”，申请一个资源，计数器就会+1，释放一个就会-1，如果为0，继续申请就会陷入阻塞等待。

//设置初始数量
Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
//申请一个资源
semaphore.acquire();
//获取多少个资源可以申请
System.out.println(semaphore.availablePermits());
//释放一个资源
semaphore.release();
System.out.println(semaphore.availablePermits());

作用：

限制同时访问某资源的线程数（如接口限流、数据库连接池）。
管理有限的资源（如线程池、数据库连接池）。

特殊场景：
当初始值为1时，等价于“锁”。

Semaphore mutex = new Semaphore(1);  // 二进制信号量void criticalSection() throws InterruptedException {mutex.acquire();try {// 临界区代码（同一时间仅一个线程可进入）} finally {mutex.release();}
}

CountDownLatch

在使用多线程，经常把一个大任务拆分成多个子任务，可以提高程序的效率。

那么我们如何判定这个大任务已经完成了呢？Java引入了CountDownLatch类帮助我们判定。

在构造时传入参数，表示有多少个任务。
在每个任务完成时，调用一次countDown方法，当次数足够时，说明任务已经全部完成。
在主线程中调用await方法会等待任务全部完成。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);//重写工厂类方法ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactory() {private int cnt = 0;@Overridepublic Thread newThread(Runnable r) {Thread thread = new Thread(r, "Thread" + cnt);thread.setDaemon(true);return thread;}};//使用工厂类创建线程池ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1, threadFactory);//提交任务for (int i = 0; i < 10; i++) {int id = i;executorService.submit(()->{System.out.println("开始" + Thread.currentThread().getName() + id);try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println("结束" + Thread.currentThread().getName() + id);countDownLatch.countDown();});}//等待全部完成countDownLatch.await();System.out.println("全部结束了");
}