多线程之线程等待与信号量

笔记整理自：
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920397.html

CountDownLatch用法（无法重复使用）

CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下，利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A，它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行，此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。
CountDownLatch类只提供了一个构造器：

//参数count为计数值    public CountDownLatch(int count) {};

下面这3个方法是CountDownLatch类中最重要的方法：
//调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行
public void await() throws InterruptedException { };
//和await()类似，只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };
//将count值减1
public void countDown() { };
运用实例：

public class Test {     public static void main(String[] args) {            final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);         new Thread(){             public void run() {                 try {                     System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");                    Thread.sleep(3000);                    System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");        //线程执行完，latch减1                    latch.countDown();                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }             };         }.start();         new Thread(){             public void run() {                 try {                     System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");                     Thread.sleep(3000);                     System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");                     latch.countDown();                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }             };         }.start();         try {            System.out.println("等待2个子线程执行完毕...");//主线程被等待，知道latch的count为0才继续执行            latch.await();            System.out.println("2个子线程已经执行完毕");            System.out.println("继续执行主线程");        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }     }}

CyclicBarrier用法(可以重复使用)

字面意思回环栅栏，通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后，CyclicBarrier可以被重用。我们暂且把这个状态就叫做barrier，当调用await()方法之后，线程就处于barrier了。
CyclicBarrier类位于java.util.concurrent包下，CyclicBarrier提供2个构造器：
//parties：指让多少个线程等待至barrier状态；
//barrierAction：当这些线程都达到barrier状态时会执行的内容。
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {}
public CyclicBarrier(int parties) {}
然后CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法：
//用来挂起当前线程，直至所有线程都到达barrier状态再同时执行后续任务
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException { };
//让线程等待至一定的时间，如果还有线程没有到达barrier状态就直接让到达barrier的线程执行后续任务
public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException { };
运用实例：
假若有若干个线程都要进行写数据操作，并且只有所有线程都完成写数据操作之后，这些线程才能继续做后面的事情，此时就可以利用CyclicBarrier了。

public class Test {    public static void main(String[] args) {        int N = 4;        CyclicBarrier barrier  = new CyclicBarrier(N);        for(int i=0;i<N;i++)            new Writer(barrier).start();    }    static class Writer extends Thread{        private CyclicBarrier cyclicBarrier;        public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {            this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;        }        @Override        public void run() {            System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");            try {                Thread.sleep(5000);      //以睡眠来模拟写入数据操作                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写完毕，等其他线程");                cyclicBarrier.await();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }catch(BrokenBarrierException e){                e.printStackTrace();            }            System.out.println("所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");        }    }}

Semaphore用法

Semaphore翻译成字面意思为 信号量，Semaphore可以控同时访问的线程个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。
Semaphore类位于java.util.concurrent包下，它提供了2个构造器：
//参数permits表示许可数目，即同时可以允许多少线程进行访问
public Semaphore(int permits) {
sync = new NonfairSync(permits);
}
//这个多了一个参数fair表示是否是公平的，即等待时间越久的越先获取许可
public Semaphore(int permits, boolean fair) {
sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}
Semaphore类中比较重要的几个方法：
//获取一个许可，若无许可能够获得，则会一直等待，直到获得许可
public void acquire() throws InterruptedException { }
//获取permits个许可
public void acquire(int permits) throws InterruptedException { }
//释放许可。注意，在释放许可之前，必须先获获得许可
public void release() { }
//释放permits个许可
public void release(int permits) { }

上面这4个方法都会被阻塞，如果想立即得到执行结果，可以使用下面几个方法：
//尝试获取一个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire() { };
//尝试获取一个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false
public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };
//尝试获取permits个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits) { };
//尝试获取permits个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };
运用实例：
假若一个工厂有5台机器，但是有8个工人，一台机器同时只能被一个工人使用，只有使用完了，其他工人才能继续使用。那么我们就可以通过Semaphore来实现。

public class Test {    public static void main(String[] args) {        int N = 8;            //工人数        Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //机器数目        for(int i=0;i<N;i++)            new Worker(i,semaphore).start();    }    static class Worker extends Thread{        private int num;        private Semaphore semaphore;        public Worker(int num,Semaphore semaphore){            this.num = num;            this.semaphore = semaphore;        }        @Override        public void run() {            try {                semaphore.acquire();                System.out.println("工人"+this.num+"占用一个机器在生产...");                Thread.sleep(2000);                System.out.println("工人"+this.num+"释放出机器");                semaphore.release();                       } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}