Java并发工具详解：CountDownLatch实战与应用

并发编程中的工具类是Java多线程编程中不可或缺的一部分，本文档深入讲解了四个常用的并发工具类：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore和Exchanger。这些工具类旨在帮助开发者理解和控制多个线程之间的协作，提高程序的并发性能和效率。 1. **CountDownLatch**：这是一种倒计时门闩，用于同步一组线程的执行。它的核心功能是让一个或多个线程等待直到其他线程完成特定的操作。CountDownLatch的主要特点是计数不可重置，一旦计数器归零，所有等待的线程会被唤醒。应用场景包括等待/通知、倒计时计数等。使用时需要注意： - `await()` 方法会让线程进入等待状态，直到计数器减至0。 - `countDown()` 用于减少计数器，一般由完成任务的线程调用。 - 计数器大于等于线程数时，一个线程可以多次倒计时。 - 示例中，通过CountDownLatch模拟领队带领10个小伙伴签到，领队会在所有小伙伴签到后出发。 2. **CyclicBarrier**：与CountDownLatch类似，也是一个同步屏障，不同之处在于它可以重复使用且在达到预定数量的线程到达时才继续执行。这使得它适用于分阶段完成任务的场景，每个线程都需要到达这个屏障才能继续进行下一步。 3. **Semaphore**：这是一个信号量，用于控制同时访问某个资源的线程数量。它提供了可重入和非可重入两种模式，允许线程获得和释放信号，确保对资源的访问不会超过预设的许可数量。这对于资源保护和流量控制非常有用。 4. **Exchanger**：这个工具用于线程间的数据交换，两个线程可以在相遇点交换数据。它提供了一种高效且同步的方式，适合于需要两个线程交互的场景。 总结部分，学习这些并发工具类有助于理解其工作原理并能根据具体需求灵活应用，避免常见的并发问题，提升程序的健壮性和执行效率。通过CountDownLatch的签到例子，我们可以直观地看到如何在实际编程中利用这些工具来管理和协调线程间的协同工作。