Java并发工具详解：CyclicBarrier、CountDownLatch、Semaphore与Exchanger

Java并发工具类是Java并发编程中非常重要的组成部分，它提供了多种方式来协调和管理多线程之间的同步。本文将重点介绍四个核心并发工具：CyclicBarrier、CountDownLatch、Semaphore和Exchanger，它们各自解决不同场景下的线程同步问题。 首先，我们来看CyclicBarrier。CyclicBarrier是一种特殊的同步工具，它允许一组线程在某个“公共屏障点”相互等待。当指定数量的线程全部到达屏障时，屏障会自动解除所有线程的阻塞，然后执行预先设定的操作（如果提供了）。这个工具特别适合那些有固定参与线程数的任务，例如多线程数据处理后统一汇总。例如，当需要统计多个Excel中的数据并求和，可以使用CyclicBarrier分发任务到各个线程，每个线程处理完后，通过barrierAction汇聚结果。 CountDownLatch则有所不同，它的作用是在一组线程完成特定任务后，允许一个或多个线程继续执行。CountDownLatch的核心是维护一个计数器，每当一个线程完成了它的任务，就递减计数器。当计数器降为零时，所有等待的线程才能继续执行。CountDownLatch的例子可以是网络请求的响应等待，或者确保所有子线程执行完毕后再执行主线程的清理工作。 Semaphore是一种信号量，它用于控制同时访问某个资源的线程数量。Semaphore提供了两种模式：默认的信号量和具有计数的信号量。默认信号量只有一个许可，每次获取许可后，线程才会继续执行；计数信号量可以设置初始许可数量，当许可数量大于0时，线程可以获取许可并继续，许可减少后线程会被阻塞。Semaphore适用于控制并发访问，防止资源过度竞争。 Exchanger则是线程间数据交换的工具，它允许两个线程之间交换对象，而无需共享任何全局变量或队列。线程A调用exchange()方法时，将数据传给Exchanger，然后等待，直到另一个线程B调用同样的方法并将数据返回，这时A线程会接收到B线程的数据。Exchanger常用于多线程通信场景，比如服务器客户端的交互或者数据同步。 这些并发工具在Java并发编程中扮演着关键角色，帮助开发者高效、安全地管理多线程间的协作。理解并熟练运用它们，可以避免常见的竞态条件、死锁等问题，提升并发程序的性能和可靠性。在实际开发中，根据具体需求选择合适的工具，能够极大地提高代码的可读性和维护性。