Java多线程(7):JUC(上)

发布于:2022-11-01 ⋅ 阅读:(611) ⋅ 点赞:(0)

您好,我是湘王,这是我的CSDN博客,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:

 

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:

 

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:

 

二、Semaphore

Semaphore的功能如果用图来表示的话,就会是这样的:

 

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:

 

三、CyclicBarrier

CyclicBarrier的功能如果用图来表示的话,就会是这样的:

 

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:

 

四、Exchanger

Exchanger的功能如果用图来表示的话,就会是这样的:

 

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:

 

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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