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在Java中,CountDownLatchCyclicBarrier 和 Semaphore 是常用的并发工具类,用于协调多线程之间的同步。它们分别适用于不同的场景,下面将详细解释它们的用法和区别。

1. CountDownLatch

CountDownLatch 是一个同步辅助工具,允许一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。它通过一个计数器来实现,计数器的初始值由构造函数指定。每当一个线程完成了自己的任务,计数器就会减1。当计数器减到0时,等待的线程就会被唤醒。

主要方法:
  • CountDownLatch(int count):构造函数,初始化计数器。

  • void await():使当前线程等待,直到计数器减到0。

  • void countDown():将计数器减1。

使用场景:
  • 主线程等待多个子线程完成任务后再继续执行。

  • 多个线程等待某个事件发生后再同时开始执行。

示例代码:
import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class CountDownLatchExample {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {int numThreads = 3;CountDownLatch latch = new CountDownLatch(numThreads);for (int i = 0; i < numThreads; i++) {new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");latch.countDown();}).start();}latch.await();System.out.println("All threads have finished");}
}
 

2. CyclicBarrier

CyclicBarrier 是一个同步辅助工具,允许一组线程互相等待,直到所有线程都到达某个屏障点(barrier point)后再继续执行。与 CountDownLatch 不同,CyclicBarrier 可以重复使用,即当所有线程都到达屏障点后,计数器会重置,可以再次使用。

主要方法:
  • CyclicBarrier(int parties):构造函数,初始化屏障的线程数。

  • CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction):构造函数,初始化屏障的线程数,并指定当所有线程到达屏障点时执行的屏障操作。

  • int await():使当前线程等待,直到所有线程都到达屏障点。

使用场景:
  • 多个线程需要相互等待,直到所有线程都到达某个点后再继续执行。

  • 可以用于分阶段的任务,每个阶段都需要所有线程完成后再进入下一个阶段。

示例代码:
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class CyclicBarrierExample {public static void main(String[] args) {int numThreads = 3;CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(numThreads, () -> {System.out.println("All threads have reached the barrier");});for (int i = 0; i < numThreads; i++) {new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is waiting at the barrier");try {barrier.await();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has passed the barrier");}).start();}}
}
 

3. Semaphore

Semaphore 是一个计数信号量,用于控制同时访问某个资源的线程数量。它通过维护一组许可(permits)来实现,线程在访问资源之前必须先获取许可,访问结束后释放许可。如果许可被全部占用,其他线程必须等待,直到有许可被释放。

主要方法:
  • Semaphore(int permits):构造函数,初始化许可数量。

  • void acquire():获取一个许可,如果没有许可可用,则线程阻塞。

  • void release():释放一个许可。

  • boolean tryAcquire():尝试获取一个许可,如果成功返回true,否则返回false。

使用场景:
  • 控制对有限资源的访问,例如数据库连接池、线程池等。

  • 限制同时执行的线程数量。

示例代码:

import java.util.concurrent.Semaphore;public class SemaphoreExample {public static void main(String[] args) {int numPermits = 2;Semaphore semaphore = new Semaphore(numPermits);for (int i = 0; i < 5; i++) {new Thread(() -> {try {semaphore.acquire();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has acquired a permit");Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {semaphore.release();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has released a permit");}}).start();}}
}

总结

  • CountDownLatch:适用于一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行的场景。

  • CyclicBarrier:适用于多个线程相互等待,直到所有线程都到达某个屏障点后再继续执行的场景,且可以重复使用。

  • Semaphore:适用于控制同时访问某个资源的线程数量,常用于资源池的管理。

根据具体的需求选择合适的并发工具类,可以有效地协调多线程之间的同步,提高程序的并发性能。

http://www.dtcms.com/wzjs/245789.html

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