前言
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种一棵树最好的时间是十年前，其次是现在
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简介
在 JDK 的并发包里提供了几个非常有用的并发工具类。
提供并发流程控制的工具类
CountDownLatch
CyclicBarrier
Semaphore
提供了在线程间交换数据的工具类
Exchanger
等待多线程完成的 CountDownLatch
CountDownLatch 允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。
假如有这样一个需求：我们需要解析一个 Excel 里多个 sheet 的数据，此时可以考虑使用多线程，每个线程解析一个 sheet 里的数据，等到所有的 sheet 都解析完之后，程序需要提示解析完成。在这个需求中，要实现主线程等待所有线程完成 sheet 的解析操作，最简单的做法是使用 join()方法，如下：
public static class JoinCountDownLatchTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread parser1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("parser1 finish"); } }); Thread parser2 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("parser2 finish"); } }); parser1.start(); parser2.start(); parser1.join(); parser2.join(); System.out.println("all parser finish"); }}
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join 用于让当前执行线程等待 join 线程执行结束。其实现原理是不停检查 join 线程是否存活，如果 join 线程存活则让当前线程永远等待。其中，wait(0)表示永远等待下去
在 JDK 1.5 之后的并发包中提供的 CountDownLatch 也可以实现 join 的功能，并且比 join 的功能更多，示例如下：
public static class CountDownLatchTest { static CountDownLatch c = new CountDownLatch(3);
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(1 + " -- " + System.currentTimeMillis()); c.countDown(); System.out.println(2 + " -- " + System.currentTimeMillis()); c.countDown(); try { Thread.sleep(1000); System.out.println(4 + " -- " + System.currentTimeMillis()); c.countDown(); Thread.sleep(1000); System.out.println(5 + " -- " + System.currentTimeMillis()); c.countDown(); System.out.println(6 + " -- " + System.currentTimeMillis()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }).start(); c.await(); System.out.println("3" + " -- " + System.currentTimeMillis()); }}
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CountDownLatch 的构造函数接收一个 int 类型的参数作为计数器，如果你想等待 N 个点完成，这里就传入 N。
当我们调用 CountDownLatch 的 countDown 方法时，N 就会 -1，CountDownLatch 的 await 方法会阻塞当前线程，直到 N 变成零。
由于 countDown 方法可以用在任何地方，所以这里说的 N 个点，可以是 N 个线程，也可以是 1 个线程里的 N 个执行步骤。
用在多个线程时，只需要把这个 CountDownLatch 的引用传递到线程里即可。
计数器必须大于等于 0，只是等于 0 时候，计数器就是零，调用 await 方法时不会阻塞当前线程。CountDownLatch 不可能重新初始化或者修改 CountDownLatch 对象的内部计数器的值。一个线程调用 countDown 方法 happen-before 另外一个线程调用 await 方法。
同步屏障 CyclicBarrier
CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续运行。
CyclicBarrier 默认的构造方法是 CyclicBarrier(int parties)，其参数表示 屏障拦截的线程数量，每个线程调用 await 方法告诉 CyclicBarrier 我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。
public static class CyclicBarrierTest { private static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2);
public static void main(String[] args) { System.out.println(" 1 -- " + System.currentTimeMillis()); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { System.out.println(" 2 -- " + System.currentTimeMillis()); Thread.sleep(1000); System.out.println(" 3 -- " + System.currentTimeMillis()); c.await(); System.out.println(" 4 -- " + System.currentTimeMillis()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }).start();
try { System.out.println(" 5 -- " + System.currentTimeMillis()); c.await(); System.out.println(" 6 -- " + System.currentTimeMillis()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(" 7 -- " + System.currentTimeMillis()); }}
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如果把 new CyclicBarrier(2) 修改成 new CyclicBarrier(3)，则主线程和子线程会永远等待，因为没有第三个线程执行 await 方法，即 没有第三个线程到达屏障，所以之前到达屏障的两个线程都不会继续执行。
CyclicBarrier 还提供一个更高级的构造函数 CyclicBarrier(int parties，Runnable barrierAction)，用于在线程到达屏障时，优先执行 barrierAction，方便处理更复杂的业务场景。
示例如下：
public static class CyclicBarrierTest2 { static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2, new A());
public static void main(String[] args) { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { c.await(); } catch (Exception e) { } System.out.println(1); } }).start(); try { c.await(); } catch (Exception e) { } System.out.println(2); }
static class A implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println(3); } }}
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因为 CyclicBarrier 设置了拦截线程的数量是 2 ，所以必须等代码中的 第一个线程 和 线程 A 都执行完之后，才会继续执行 主线程，然后输出 2，所以代码执行后的输出如下：
CyclicBarrier 和 CountDownLatch 的区别
CountDownLatch 的计数器只能使用一次，而 CyclicBarrier 的计数器可以使用 reset()方法重置。所以 CyclicBarrier 能处理更为复杂的业务场景。例如，如果计算发生错误，可以重置计数器，并让线程重新执行一次。
控制并发线程数的 Semaphore
Semaphore（信号量）是用来控制同时访问特定资源的线程数量，它通过协调各个线程，以保证合理的使用公共资源。
从字面上很难理解 Semaphore 所表达的含义，只能把它比作是控制流量的红绿灯。比如××马路要限制流量，只允许同时有一百辆车在这条路上行使，其他的都必须在路口等待，所以前一百辆车会看到绿灯，可以开进这条马路，后面的车会看到红灯，不能驶入××马路，但是如果前一百辆中有 5 辆车已经离开了××马路，那么后面就允许有 5 辆车驶入马路，这个例子里说的车就是线程，驶入马路就表示线程在执行，离开马路就表示线程执行完成，看见红灯就表示线程被阻塞，不能执行。
应用场景
Semaphore 可以用于做流量控制，特别是公用资源有限的应用场景，比如数据库连接。
假如有一个需求，要读取几万个文件的数据，因为都是 IO 密集型任务，我们可以启动几十个线程并发地读取，但是如果读到内存后，还需要存储到数据库中，而数据库的连接数只有 10 个，这时我们必须控制只有 10 个线程同时获取数据库连接保存数据，否则会报错无法获取数据库连接。
这个时候，就可以使用 Semaphore 来做流量控制，代码如下：
public static class SemaphoreTest { private static final int THREAD_COUNT = 20; private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT); private static Semaphore s = new Semaphore(5);
public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) { threadPool.execute(new MyRunnable(i)); } threadPool.shutdown(); }
private static class MyRunnable implements Runnable {
private int index;
MyRunnable(int index) { this.index = index; }
@Override public void run() { try { s.acquire(); System.out.println("save data -- " + index); s.release(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
} }}
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save data -- 0save data -- 4save data -- 3save data -- 1save data -- 2save data -- 6save data -- 5save data -- 7save data -- 9save data -- 10save data -- 8save data -- 11save data -- 12save data -- 13save data -- 14save data -- 15save data -- 16save data -- 17save data -- 18save data -- 19
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在代码中，虽然有 20 个线程在执行，但是只允许 5 个并发执行。Semaphore 的构造方法 Semaphore(int permits)接受一个整型的数字，表示可用的许可证数量。Semaphore(5)表示允许 5 个线程获取许可证，也就是最大并发数是 5。Semaphore 的用法也很简单，首先线程使用 Semaphore 的 acquire()方法获取一个许可证，使用完之后调用 release()方法归还许可证。还可以用 tryAcquire()方法尝试获取许可证。
线程间交换数据的 Exchanger
Exchanger（交换者）是一个用于线程间协作的工具类。
Exchanger 用于进行线程间的数据交换。它提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过 exchange 方法交换数据，如果第一个线程先执行 exchange()方法，它会一直等待第二个线程也执行 exchange()方法，当两个线程都到达同步点时，这两个线程就可以交换数据，将本线程生产出来的数据传递给对方。
下面来看一下 Exchanger 的应用场景。
Exchanger 可以用于 遗传算法。遗传算法 里需要选出两个人作为交配对象，这时候会交换两人的数据，并使用交叉规则得出 2 个交配结果。
public static class ExchangerTest { private static final Exchanger<String> exgr = new Exchanger<String>(); private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
public static void main(String[] args) { threadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { // A录入银行流水数据 String A = "银行流水A"; exgr.exchange(A); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); threadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { // B录入银行流水数据 String B = "银行流水B"; String A = exgr.exchange(B); System.out.println("A和B数据是否一致：" + A.equals(B) + ", A录入的是：" + A + ", B录入是：" + B); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); threadPool.shutdown(); }}
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A和B数据是否一致：false, A录入的是：银行流水A, B录入是：银行流水B
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如果两个线程有一个没有执行 exchange()方法，则会一直等待，如果担心有特殊情况发生，避免一直等待，可以使用 exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)设置最大等待时长。
总结
本文配合一些应用场景介绍 JDK 中提供的几个并发工具类，大家记住这个工具类的用途，一旦有对应的业务场景，不妨试试这些工具类。
等待多线程完成的 CountDownLatch
同步屏障 CyclicBarrier
控制并发线程数的 Semaphore
线程间交换数据的 Exchanger
结尾
因为很多东西，全是从书上拷贝的，很枯燥，但同时看书，又是最详细的学习方法之一了，大家跟着书看博客，或许会好点吧.
因为博主也是一个开发萌新 我也是一边学一边写 我有个目标就是一周 二到三篇 希望能坚持个一年吧 希望各位大佬多提意见，让我多学习，一起进步。
日常求赞
好了各位，以上就是这篇文章的全部内容了，能看到这里的人呀，都是真粉。
创作不易，各位的支持和认可，就是我创作的最大动力，我们下篇文章见
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