Java并发编程:CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore入门
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更新于2024-08-29
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"Java并发编程中的CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore是三个重要的线程协作工具,它们都基于AbstractQueuedSynchronizer (AQS) 实现。了解这些工具可以帮助开发者更好地控制并发流程,实现高效的多线程同步。"
在Java并发编程中,CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore各有其特定的用途:
1. **CountDownLatch** 类似于一个计数器,初始计数值由构造函数指定。每个线程执行完任务后会调用 `countDown()` 方法将计数器减一,所有线程完成后,计数器归零,`await()` 方法会释放被阻塞的等待线程。例如,在上述描述中提到的产品质检场景,CountDownLatch用于确保所有五个质检工人都完成检查后,主线程才继续执行。
2. **CyclicBarrier** 允许多个线程互相等待,直到所有线程都到达屏障点后,一起继续执行。它可以重复使用,即当所有线程到达屏障后,屏障会被重置,允许下一轮的同步。CyclicBarrier常用于多线程协作完成某个阶段性的任务,例如在分布式计算中,可以设定所有工作节点完成数据预处理后,再一起进行下一步计算。
3. **Semaphore** 是一种流量控制工具,维护一个许可数量。当线程需要执行时,必须先获取一个许可,如果没有可用许可则会阻塞。当线程执行完毕,需要释放许可,供其他线程使用。Semaphore常用于限制同时访问某一资源的线程数量,如在多线程池中限制并发执行的任务数量。
这些工具的底层实现都依赖于AQS,AQS是一个抽象类,提供了基本的线程同步机制,包括独占锁、共享锁以及等待队列的管理。AQS的核心是其状态变量,通过 CAS 操作来更新,以保证线程安全。
理解并熟练使用这些并发工具,对于编写高效、低延迟的并发程序至关重要。CountDownLatch常用于一次性事件,如初始化操作;CyclicBarrier适合多阶段协作;而Semaphore则适用于资源有限的情况,实现线程间的流量控制。在实际开发中,根据需求选择合适的工具,可以显著提升并发程序的性能和可维护性。
2020-08-29 上传
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