Java多线程（7）：JUC（上）
您好，我是湘王，这是我的博客园，欢迎您来，欢迎您再来～前面把线程相关的生命周期、关键字、线程池（ThreadPool）、ThreadLocal、CAS、锁和AQS都讲完了，现在就剩下怎么来用多线程了。而要想用好多线程，其实是可以取一些巧的，比如JUC（好多面试官喜欢问的JUC，就是现在要讲的JUC）。JUC就是java.util.concurrent的首字母缩写，它是Java并发工具包就是中提供的各种工具类的统称，主要分为几大类：
1、同步器；
2、线程安全的容器；
3、阻塞队列；
4、一些特殊的类。
他们都有各自适合应用场景。这里是并发工具包相关类的继承结构：
https://img2022.cnblogs.com/blog/2983171/202210/2983171-20221031214843084-3696601.png
下面从同步器开始。
常用的JUC同步器有四个：
1、CountDownLatch：字面意思是倒计时锁，如果有“倒计时”的需求，那么CountDownLatch是最好的工具。它还有一个别称：发令枪。可以想象一下，火箭点火发射的时候，所有设备、部门都会依次检查确认，如果全部都确认准备好了才能开始发射，也就是等倒数到指定的数字（一般是0）的时候，就开始执行预设动作；
2、Semaphore：字面意思信号量，好比红绿灯，或者就餐排队时餐馆发的数字序号，一次只允许若干个线程执行。这个在昨天的例子里面也已经演示过了，而且还是通过自定义AQS来实现的（信号量可能不太好理解，我更倾向于叫它摇号器）；
3、CyclicBarrier：字面意思是屏障或者栅栏，与CountDownLatch比较像，但它侧重于工作本身，即指定的若干个工作都满足考核标准（某个屏障）之后，才能继续进行下面的工作，且可反复使用；
4、Exchanger：用于线程之间交换数据，更形象地说法是“交换机”，即当一个线程完成某项工作后想与另一个线程交换数据，就可以使用这个工具类。
下面来一个个地演示它们的用法。
一、CountDownLatch
CountDownLatch的功能如果用图来表示的话，就会是这样的：
https://img2022.cnblogs.com/blog/2983171/202210/2983171-20221031214908789-139134192.png
CountDownLatch实例代码：
/**
* 发令枪
*
* @author 湘王
*/
public class CountDownLatchTester implements Runnable {
static final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
@Override
public void run() {
// 检查任务
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 检查完毕！");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
latch.countDown();
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 10; i > 0; i--) {
Thread.sleep(1000);
executor.submit(new CountDownLatchTester());
System.out.println(i);
}
Thread.sleep(1000);
// 检查
latch.await();
System.out.println();
System.out.println("点火，发射！");
// 关闭线程池
executor.shutdown();
}
}
执行CountDownLatch的效果是：
https://img2022.cnblogs.com/blog/2983171/202210/2983171-20221031214951482-275369410.png
二、Semaphore
Semaphore的功能如果用图来表示的话，就会是这样的：
https://img2022.cnblogs.com/blog/2983171/202210/2983171-20221031215011095-7128977.png
Semaphore实例代码：
/**
* 信号量（摇号器）
*
* @author 湘王
*/
public class SemaphoreTester implements Runnable {
static final Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
@Override
public void run() {
try {
semaphore.acquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始进餐");
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
semaphore.release();
}
public static void main(String[] args) {
ExecutorService excutor = Executors.newFixedThreadPool(15);
for (int i = 0; i < 15; i++) {
excutor.submit(new SemaphoreTester());
}
excutor.shutdown();
}
}
Semaphore执行后的效果是：
https://img2022.cnblogs.com/blog/2983171/202210/2983171-20221031215032798-2127438813.png
三、CyclicBarrier
CyclicBarrier的功能如果用图来表示的话，就会是这样的：
https://img2022.cnblogs.com/blog/2983171/202210/2983171-20221031215050797-2144597259.png
CyclicBarrier实例代码：
/**
* 栅栏
*
* @author 湘王
*/
public class CyclicBarrierTester implements Runnable {
private final static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 已达到预定位置，等待指令...");
// 只有最后一个线程执行后，所有的线程才能执行2
barrier.await();
Thread.sleep(1000);
// 2 所有线程都会执行的动作
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 已突破第一道封锁线");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 15; i++) {
executor.submit(new CyclicBarrierTester());
}
// 关闭线程池
executor.shutdown();
}
}
CyclicBarrier执行后的效果是：
https://img2022.cnblogs.com/blog/2983171/202210/2983171-20221031215147887-916432531.png
四、Exchanger
Exchanger的功能如果用图来表示的话，就会是这样的：
https://img2022.cnblogs.com/blog/2983171/202210/2983171-20221031215155604-1672140240.png
Exchanger实例代码：
/**
* 交换机
*
* @author 湘王
*/
public class ExchangerTester implements Runnable {
Exchanger<Object> exchanger = null;
Object object = null;
public ExchangerTester(Exchanger<Object> exchanger, Object object) {
this.exchanger = exchanger;
this.object = object;
}
@Override
public void run() {
try {
Object previous = this.object;
this.object = this.exchanger.exchange(this.object);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 用对象 " + previous + " 换对象 " + this.object);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
Exchanger<Object> exchanger = new Exchanger<Object>();
ExchangerTester tester1 = new ExchangerTester(exchanger, "A");
ExchangerTester tester2 = new ExchangerTester(exchanger, "B");
new Thread(tester1).start();
new Thread(tester2).start();
}
}
Exchanger执行后的效果是：
https://img2022.cnblogs.com/blog/2983171/202210/2983171-20221031215212818-1888848873.png
把这四种同步器掌握好（包括它们的组合使用），几乎可以解决90%以上的使用多线程的场景问题，再也不用担心不会多线程了。
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