第二章 CountDownLatch和Semaphone的应用

前言

Java JUI 之并发编程，CountDownLatch 和 Semaphone 的应用

1、CountDownLatch

CountDownLatch是一个同步工具类，它通过一个计数器来实现的,初始值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务,计数器的值就相应得减1。当计数器到达0时,表示所有的线程都已执行完毕,然后在等待的线程就可以恢复执行任务。
CountDownLatch(int count)：count为计数器的初始值（一般需要多少个线程执行，count就设为几）。

• CountDownLatch(int count)：count为计数器的初始值（一般需要多少个线程执行，count就设为几）。
• countDown(): 每调用一次计数器值-1，直到count被减为0，代表所有线程全部执行完毕。
• getCount()：获取当前计数器的值。
• await(): 等待计数器变为0，即等待所有异步线程执行完毕。
• boolean await(long timeout, TimeUnit unit)：
  此方法与await()区别：
  ①此方法至多会等待指定的时间，超时后会自动唤醒，若 timeout 小于等于零，则不会等待
  ②boolean 类型返回值：若计数器变为零了，则返回 true；若指定的等待时间过去了，则返回 false
  

1.1、应用场景

• 某个线程需要在其他n个线程执行完毕后再向下执行
• 多个线程并行执行同一个任务，提高响应速度

列子：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

@Slf4j
public class ThreadTest extends  Thread{

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

        /*ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(2, 2, 60, TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(5), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());*/

        ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();
        //定义一个计数器
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(20);
        //把各个地区统计数据放到一个map里面，key：区域    value:销量 、  统计用的时间
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            Runnable runnable = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    //销量统计的方法
                    countDownLatch.countDown();
                }
            };
            executorService.execute(runnable);
        }
        //等待形成全部执行完成
        countDownLatch.await();

        //把map打印出来
        log.info("end ----");
    }

}

2、Semaphone

一个计数信号量，从概念上将，信号量维护了一个许可集，如有必要，在许可可用前会阻塞每一个acquire()，然后在获取该许可。每个release()添加一个许可，从而可能释放一个正在阻塞的获取者。但是，不使用实际的许可对象，Semaphore只对可用许可的号码进行计数，并采取相应的行动
具体常用的方法有：

方法	说明
acquire()	从此信号量获取一个许可，在提供一个许可前一直将线程阻塞，否则线程被中断
release()	释放一个许可，将其返回给信号量

设置许可数量,Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
一般acquire(）都会抛出异常，release在finally中执行
例子：
汽车抢位

public static void main(String[] args) {
    /**
     * 10辆车  4个停车位的问题
     */
    //初始化信号量
    Semaphore semaphore = new Semaphore(4);

    ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(100);

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    //获取许可
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println("进入车位.....");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep((int) (Math.random() * 10));
                    System.out.println("离开车位.....");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    //释放许可
                    semaphore.release();
                }
            }
        };

        executorService.execute(runnable);

    }

}

3、总结

CountDownLatch 是一个同步辅助类，它可以让一个或多个线程等待其他线程完成操作之后再继续执行。它通过一个计数器来实现，初始化时指定一个计数值，当某些操作完成时可以调用 countDown() 方法来减小计数值，而等待的线程可以调用 await() 方法来阻塞直到计数值为0。

Semaphore 是一个计数信号量，用来控制同时访问特定资源的线程数量。它通过指定许可数来初始化，线程可以通过 acquire() 方法获取许可，执行相应的操作，然后通过 release() 方法释放许可。

CountDownLatch 主要用于一个或多个线程等待其他线程的完成，而 Semaphore 主要用于控制同时访问特定资源的线程数量。它们都是多线程编程中常用的同步工具，可以帮助我们有效地管理线程之间的协调和资源访问。