04.Java多线程并发库API使用3

时间：2016-04-19 19:34:27 阅读：293 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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1.java5的Semaphere同步工具

Semaphore可以维护当前访问自身的线程个数，并提供了同步机制。使用Semaphore可以控制同时访问资源的线程个数，例如，实现一个文件允许的并发访问数。

Semaphore实现的功能就类似银行有6个窗口，12个人有业务要操作，那么同时只能有6个人占用窗口，当有的人业务操作完毕之后，让开位置，其它等待的人群中，有一人可以占用当前窗口，操作自己的业务。

另外等待的5个人中可以是随机获得优先机会，也可以是按照先来后到的顺序获得机会，这取决于构造Semaphore对象时传入的参数选项。

单个信号量的Semaphore对象可以实现互斥锁的功能，并且可以是由一个线程获得了“锁”，再由另一个线程释放“锁”，这可应用于死锁恢复的一些场合。

package com.chunjiangchao.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;

/**
 * 同步信号量的使用
 * @author chunjaingchao
 * 随时可以调整Semaphore中可并发的数量
 */
public class SemaphoreDemo {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(1);//允许的并发数
        for(int i=0;i<10;i++){
            threadPool.execute(new Runnable(){

                @Override
                public void run() {
                    try {
                        semaphore.acquire();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行，当前已经有"+(1-semaphore.availablePermits())+"个并发");
                    try {
                        Thread.sleep(3000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    semaphore.release();
                    
                }
                
            });
        }
    }

}

2.CyclicBarrier同步工具

表示大家彼此等待，大家集合好后才开始出发，分散活动后又在指定地点集合碰面，这就好比整个公司的人员利用周末时间集体郊游一样，先各自从家出发到公司集合后，再同时出发到公园游玩，在指定地点集合后再同时开始就餐，…。

一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。在涉及一组固定大小的线程的程序中，这些线程必须不时地互相等待，此时 CyclicBarrier 很有用。因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用，所以称它为循环的 barrier。

package com.chunjiangchao.thread;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * CyclicBarrier的使用
 * @author chunjiangchao
 *
 */
public class CyclicBarrierDemo {

    public static void main(String[] args) {
        final int threadNum = 5;
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(threadNum);
        for(int i=0;i<threadNum;i++){
            threadPool.execute(new Runnable(){

                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                        System.out.println("线程"
                                + Thread.currentThread().getName()
                                + "运行到Barrier1，已有"+ (cb.getNumberWaiting() + 1)+ "个已经到达，"
                                + (cb.getNumberWaiting() == threadNum-1 ? "都到齐了，继续走啊"
                                        : "正在等候"));
                        cb.await();//障碍点1：当前线程在await这个障碍地点停顿，等着其它线程运行到这
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                        System.out.println("线程"
                                + Thread.currentThread().getName()
                                + "运行到Barrier2，已有"+ (cb.getNumberWaiting() + 1)+ "个已经到达，"
                                + (cb.getNumberWaiting() == threadNum-1 ? "都到齐了，继续走啊"
                                        : "正在等候"));
                        cb.await();//障碍点2：
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                        System.out.println("线程"
                                + Thread.currentThread().getName()
                                + "运行到Barrier3，已有"+ (cb.getNumberWaiting() + 1)+ "个已经到达，"
                                + (cb.getNumberWaiting() == threadNum-1 ? "都到齐了，继续走啊"
                                        : "正在等候"));
                        cb.await();//障碍点3：
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }
                
            });
        }
        //正在执行的任务接着执行，后续不允许添加任务
        threadPool.shutdown();
    }

}

3.java5的CountDownLatch同步工具

一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。

犹如倒计时计数器，调用CountDownLatch对象的countDown方法就将计数器减1，当计数到达0时，则所有等待者或单个等待者开始执行。

可以实现一个人（也可以是多个人）等待其他所有人都来通知他，这犹如一个计划需要多个领导都签字后才能继续向下实施。还可以实现一个人通知多个人的效果，类似裁判一声口令，运动员同时开始奔跑。用这个功能做百米赛跑的游戏程序不错哦！

package com.chunjiangchao.thread;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

/**
 * 创建这个CountDownLatch对象的时候，会传入计数器个数，当前线程调用await方法进行等待其它线程的操作，
 * 当其他线程操作计数器的值直到0的时候，才会继续执行后续操作
 * @author chuangjiangchao
 *
 */
public class CountDownLatchDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);
        for(int i=0;i<3;i++){
            new WorkThread(countDownLatch).start();
        }
        System.out.println("老大在这儿等着");
        countDownLatch.await();
        System.out.println("你们都跑完了，该我走人了");
        
    }
    private static class WorkThread extends Thread{
        private CountDownLatch countDownLatch;
        public WorkThread(CountDownLatch countDownLatch){
            this.countDownLatch = countDownLatch;
        }
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("执行耗时的操作");
            try {
                Thread.sleep(100*new Random().nextInt(100));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            countDownLatch.countDown();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"跑完任务，计数器值改变");
        }
    }

}

4.java5的Exchanger同步工具

用于实现两个线程之间的数据交换，每个线程在完成一定的事务后想与对方交换数据，第一个先拿出数据的线程将一直等待第二个线程拿着数据到来时，才能彼此交换数据。

（谁先到达，谁就等待另外一个线程到达，然后开始交换数据。最后执行各自的动作。）

package com.chunjiangchao.thread;

import java.util.Date;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Exchanger;

/**
 * 两个线程之间的数据交换
 * @author chunjiangchao
 *
 */
public class ExchangerDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<String>();//通过这玩意儿来交换数据
//        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
//        threadPool.execute(command);
        new ThreadA(exchanger).start();
        new ThreadB(exchanger).start();
    }
    private static class ThreadA extends Thread{
        private Exchanger<String> exchanger;
        public ThreadA(Exchanger<String> exchanger){
            this.exchanger = exchanger;
        }
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行之前"+new Date().toLocaleString());
                Thread.sleep(new Random().nextInt(100)*100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始交换数据"+new Date().toLocaleString());
                String exchange = exchanger.exchange("A的数据");//给我等着，直到需要交换数据的线程B到来
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"交换后得到的数据:"+exchange);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            
        }
    }
    private static class ThreadB extends Thread{
        private Exchanger<String> exchanger;
        public ThreadB(Exchanger<String> exchanger){
            this.exchanger = exchanger;
        }
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行之前"+new Date().toLocaleString());
                Thread.sleep(new Random().nextInt(100)*100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始交换数据"+new Date().toLocaleString());
                String exchange = exchanger.exchange("B的数据");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"交换后得到的数据:"+exchange);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            
        }
    }

}

5.java5阻塞队列的应用（ArrayBlockingQueue）

阻塞队列与Semaphore有些相似，但也不同，阻塞队列是一方存放数据，另一方释放数据，Semaphore通常则是由同一方设置和释放信号量（主要控制访问资源的线程数）。

ArrayBlockingQueue ：只有put方法和take方法才具有阻塞功能。

package com.chunjiangchao.thread;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

/**
 * 两个生产者，一个消费者
 * @author chunjiangchao
 *
 */
public class ArrayBlockingQueueDemo {

    public static void main(String[] args) {
        final ArrayBlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(3);
        for(int i=0;i<2;i++){
            new Thread(new Runnable() {
                
                @Override
                public void run() {
                    while(true){
                        try {
                            Thread.sleep(3000);
                            int nextInt = new Random().nextInt(100);
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"添加数据为："+nextInt);
                            queue.put(nextInt);//当前操作与take操作是阻塞的
                            System.out.println("当前数据个数"+queue.size());
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }).start();
        }

        new Thread(new Runnable() {
            
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取数据");
                        Integer take = queue.take();//取数据，如果queue里面没有数据，就会一直等，等queue里面存放数据了，才会执行后续的代码
                        System.out.println("获取到的数据为"+take+" ,当前数据个数"+queue.size());
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    
    }

}

问题：用两个具有1个空间的队列来实现同步通知的功能

package com.chunjiangchao.thread;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

/**
 * 使用BlockingQueue实现同步通知的功能
 * @author zzb
 *
 */
public class BlockingQueueCommunicationDemo {

    public static void main(String[] args) {
        final Business business = new Business();
        Thread threadMain = new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        business.main();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
            
        });
        threadMain.setName("threadMain");
        threadMain.start();
        Thread threadSub = new Thread(new Runnable(){
            
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        business.sub();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
            
        });
        threadSub.setName("threadSub");
        threadSub.start();
        /*
         * 你一下我一下，你一下，我一下
             threadMain执行耗时操作
            threadSub执行耗时操作
            threadMain执行耗时操作
            threadSub执行耗时操作
            threadMain执行耗时操作
            threadSub执行耗时操作
 
         */
    }
    private static class Business{
        private static ArrayBlockingQueue<Integer> mainQueue = new ArrayBlockingQueue<>(1);
        private static ArrayBlockingQueue<Integer> subQueue = new ArrayBlockingQueue<>(1);
        static{
            try {
                mainQueue.put(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        public void sub() throws InterruptedException{
            subQueue.take();//sub在subQueue取出数据，取不到数据，就等着
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行耗时操作");
            Thread.sleep(3000);
            mainQueue.put(1);//存放数据到subQueue,方便
        }
        public void main() throws InterruptedException{
            mainQueue.take();//main在mainQueue取出数据，取不到数据，就等着
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行耗时操作");
            Thread.sleep(3000);
            subQueue.put(1);//存放数据到subQueue,方便
        }
    }

}

未完待续……

04.Java多线程并发库API使用3

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原文地址：http://www.cnblogs.com/chun-jiang-chao-de-gu-shi/p/5409251.html

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