并发工具



 CyclicBarrier（又叫障碍器）同样是Java5中加入的新特性，使用时需要导入Java.util.concurrent.CylicBarrier。它适用于这样一种情况：你希望创建一组任务，它们并发地执行工作，另外的一个任务在这一组任务并发执行结束前一直阻塞等待，直到该组任务全部执行结束，这个任务才得以执行。这非常像CountDownLatch，只是CountDownLatch是只触发一次的事件，而CyclicBarrier可以多次重用。

    下面给出一个简单的实例来说明其用法：

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException; import java.util.concurrent.CyclicBarrier; public class CyclicBarrierTest {         public static void main(String[] args) {                 //创建CyclicBarrier对象，//并设置执行完一组5个线程的并发任务后，再执行MainTask任务                CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(5, new MainTask());                 new SubTask("A", cb).start();                 new SubTask("B", cb).start();                 new SubTask("C", cb).start();                 new SubTask("D", cb).start();                 new SubTask("E", cb).start();        } } /** * 最后执行的任务*/ class MainTask implements Runnable {         public void run() {                 System.out.println("......终于要执行最后的任务了......");         } } /** * 一组并发任务 */ class SubTask extends Thread {         private String name;         private CyclicBarrier cb;         SubTask(String name, CyclicBarrier cb) {                 this.name = name;                 this.cb = cb;         }         public void run() {                 System.out.println("[并发任务" + name + "]  开始执行");                 for (int i = 0; i < 999999; i++) ;    //模拟耗时的任务                 System.out.println("[并发任务" + name + "]  开始执行完毕，通知障碍器");                 try {                         //每执行完一项任务就通知障碍器                         cb.await();                 } catch (InterruptedException e) {                         e.printStackTrace();                 } catch (BrokenBarrierException e) {                         e.printStackTrace();                 }         } }

    某次执行的结果如下：

[并发任务A]  开始执行
[并发任务B]  开始执行
[并发任务D]  开始执行
[并发任务E]  开始执行
[并发任务A]  开始执行完毕，通知障碍器
[并发任务E]  开始执行完毕，通知障碍器
[并发任务D]  开始执行完毕，通知障碍器
[并发任务C]  开始执行
[并发任务B]  开始执行完毕，通知障碍器
[并发任务C]  开始执行完毕，通知障碍器
......终于要执行最后的任务了......

    从结果可以看出：MainTask任务在一组中的5个任务执行完后才开始执行。

在操作系统中，信号量是个很重要的概念，它在控制进程间的协作方面有着非常重要的作用，通过对信号量的不同操作，可以分别实现进程间的互斥与同步。当然它也可以用于多线程的控制，我们完全可以通过使用信号量来自定义实现类似Java中的synchronized、wait、notify机制。

    Java并发包中的信号量Semaphore实际上是一个功能完毕的计数信号量，从概念上讲，它维护了一个许可集合，对控制一定资源的消费与回收有着很重要的意义。Semaphore可以控制某个资源被同时访问的任务数，它通过acquire（）获取一个许可，release（）释放一个许可。如果被同时访问的任务数已满，则其他acquire的任务进入等待状态，直到有一个任务被release掉，它才能得到许可。

    下面给出一个采用Semaphore控制并发访问数量的示例程序：

import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Semaphore;public class SemaphoreTest{public static void main(String[] args) {//采用新特性来启动和管理线程——内部使用线程池ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();//只允许5个线程同时访问final Semaphore semp = new Semaphore(5);//模拟10个客户端访问for (int index = 0; index < 10; index++){final int num = index;Runnable run = new Runnable() {public void run() {try {//获取许可semp.acquire();System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "获得许可："  + num);//模拟耗时的任务for (int i = 0; i < 999999; i++) ;//释放许可semp.release();System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "释放许可："  + num);System.out.println("当前允许进入的任务个数：" +semp.availablePermits());}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}}};  exec.execute(run);}//关闭线程池exec.shutdown();}}

    某次执行的结果如下：

线程pool-1-thread-1获得许可：0
线程pool-1-thread-1释放许可：0
当前允许进入的任务个数：5
线程pool-1-thread-2获得许可：1
线程pool-1-thread-6获得许可：5
线程pool-1-thread-4获得许可：3
线程pool-1-thread-8获得许可：7
线程pool-1-thread-2释放许可：1
当前允许进入的任务个数：2
线程pool-1-thread-5获得许可：4
线程pool-1-thread-8释放许可：7
线程pool-1-thread-3获得许可：2
线程pool-1-thread-4释放许可：3
线程pool-1-thread-10获得许可：9
线程pool-1-thread-6释放许可：5
线程pool-1-thread-10释放许可：9
当前允许进入的任务个数：2
线程pool-1-thread-3释放许可：2
当前允许进入的任务个数：1
线程pool-1-thread-5释放许可：4
当前允许进入的任务个数：3
线程pool-1-thread-7获得许可：6
线程pool-1-thread-9获得许可：8
线程pool-1-thread-7释放许可：6
当前允许进入的任务个数：5
当前允许进入的任务个数：3
当前允许进入的任务个数：3
当前允许进入的任务个数：3
线程pool-1-thread-9释放许可：8
当前允许进入的任务个数：5

    可以看出，Semaphore允许并发访问的任务数一直为5，当然，这里还很容易看出一点，就是Semaphore仅仅是对资源的并发访问的任务数进行监控，而不会保证线程安全，因此，在访问的时候，要自己控制线程的安全访问。