Java并发工具：CountDownLatch、Semaphore、Exchanger深度解析

"这篇文档主要介绍了Java并发工具类中的三个重要组件：CountDownLatch、Semaphore和Exchanger，并通过实例解析它们的使用方式和应用场景。" 在Java并发编程中，`CountDownLatch`、`Semaphore`和`Exchanger`是三个非常实用的工具类，它们可以帮助开发者有效地管理和协调多线程之间的协作。 1. 倒计时器CountDownLatch `CountDownLatch`是一个计数器，通常用于多线程协作场景，它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。构造一个`CountDownLatch`时，需要传递一个整数值，表示需要等待的线程数量。每个完成任务的线程都会调用`countDown()`方法，使计数器减一。当计数器归零时，所有调用`await()`方法的线程会被释放，继续执行。`await()`方法有两种形式：一种无时间限制，线程会一直等待直到计数器为0；另一种带有超时时间，如果超时，线程会自动唤醒。 2. 信号量Semaphore `Semaphore`是一个计数信号量，它可以控制同时访问特定资源的线程数量。在多线程环境中，它常用于限制系统中的并发线程数。`Semaphore`提供了两个关键方法： - `acquire()`: 获取一个许可，如果没有可用许可，线程会被阻塞，直到有其他线程释放许可。 - `release()`: 释放一个许可，增加可用许可的数量，可能允许一个被阻塞的线程继续执行。 通过调整信号量的许可数量，可以灵活地控制并发访问的资源数量。 3. 交换器Exchanger `Exchanger`用于两个线程之间进行数据交换。在线程A调用`exchange(Object)`方法后，它会被阻塞，直到另一个线程B也调用了`exchange()`方法。此时，线程A和线程B会交换它们各自提供的对象，然后双方继续执行。`Exchanger`适用于需要同步交换数据的场景，例如，一个线程生产数据，另一个线程消费数据。 通过以上三种并发工具类，开发者可以更加精细地控制多线程的并发行为，提高程序的并发性能和正确性。在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的工具类，实现高效且可靠的并发编程。例如，在分布式系统中，`CountDownLatch`常用于协调服务启动或测试场景，`Semaphore`可以用来保护共享资源，防止过多的并发访问，而`Exchanger`则适用于数据处理的上下游线程间同步交换数据。