Java常用工具類(lèi)總結

目錄

一、線(xiàn)程協(xié)作、控制并發(fā)流程的工具類(lèi)

 什么是控制并發(fā)流程？

控制并發(fā)流程的工具類(lèi)，作用就是幫助我們程序員更容易得讓線(xiàn)程之間合作讓線(xiàn)程之間相互配合，來(lái)滿(mǎn)足業(yè)務(wù)邏輯比如讓線(xiàn)程A等待線(xiàn)程B執行完畢后再執行等合作策略

二、CountDownLatch倒計時(shí)門(mén)閂

倒數門(mén)：

例子：購物拼團；大巴，人滿(mǎn)才會(huì )發(fā)車(chē)

流程：倒數結束之前，一直處于等待狀態(tài)，直到倒計時(shí)結束，此線(xiàn)程才繼續工作。
開(kāi)始 -> 進(jìn)入等待 -> 倒數結束 -> 繼續工作

類(lèi)的主要方法介紹：

CountDownLatch(int count)：僅有一個(gè)構造函數，參數count為需要倒數的數值

await()：調用await()方法的線(xiàn)程會(huì )被掛起，他會(huì )等待直到count值為0才繼續執行。
countDown()：將count值減1，直到為0時(shí)，等待的線(xiàn)程才會(huì )被喚起。

圖解await和countDown方法：

構造方式代碼：

注意點(diǎn)：

擴展用法：多個(gè)線(xiàn)程等多個(gè)線(xiàn)程執行完成后，再同時(shí)執行

CountDownLatch是不能夠重用的，如果需要重新計數，可以考慮使用CyclicBarrier或者創(chuàng )建新的CountDownLatch實(shí)例

三、Semaphore信號量

Semaphore可以用來(lái)限制或管理數量有限的資源的使用情況信號量的作用是維護一個(gè)許可證的計數，線(xiàn)程可以獲取許可證，那信號量剩余的許可證就加一，當信號量所擁有的許可證數量為0，name下一個(gè)還想要獲取許可證的線(xiàn)程，就需要等待，知道另外別的線(xiàn)程釋放了許可證

信號量用法：

初始化Semaphore并指定許可證數量

在需要被線(xiàn)程在的代碼前加acquire()或者acquireUninterruptibly()方法

在任務(wù)執行結束后，調用release()來(lái)釋放許可證

信號量主要方法介紹：

•  acquire()：獲取許可證，可以中斷
• acquireUninterruptibly()：獲取許可證，不能中斷
• release()：歸還許可證（一定不能忘記，線(xiàn)程不會(huì )自動(dòng)歸還）new Semaphore(int permits, boolean fair)：這里可以設置是否使用公平策略，如果傳入為true，nameSemaphore會(huì )把之前等待的線(xiàn)程放到FIFO的隊列里，以便于當有了新的許可證，可以分發(fā)給之前等了最長(cháng)時(shí)間的線(xiàn)程
• tryAcquire()：看看現在有沒(méi)有空閑的許可證，如果有就獲取，如果沒(méi)有就做別的事。
• tryAcquire(timeout)：和tryAcquire一樣，但是多了一個(gè)超時(shí)時(shí)間，比如在3秒內獲取不到許可證，就做別的事。

構造方式代碼：

注意點(diǎn)：

獲取和釋放的許可證數量必須一致否則比如每次都獲取2個(gè)，但是只釋放1個(gè)，隨著(zhù)時(shí)間的推移，到最后許可證數量不夠用，會(huì )導致程序科四。

注意在初始化Semaphore的時(shí)候設置公平性，一般設置為true更合理。

并不是必須由獲取許可證的線(xiàn)程釋放那個(gè)許可證，事實(shí)上，獲取和釋放許可證對線(xiàn)程并無(wú)要求，也許是A獲取了，然后由B釋放，只要邏輯合理即可

信號量的作用，處理控制臨界區最多同時(shí)有N個(gè)線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)外，另一個(gè)作用是可以實(shí)現“條件等待”，例如線(xiàn)程1需要線(xiàn)程2完成準備工作后才能開(kāi)始執行，那么就線(xiàn)程1acquire，而線(xiàn)程2執行之后release，這樣的話(huà)，相當于是輕量級的CountDownLatch

四、Condition接口（又稱(chēng)條件對象）

Condition作用

• 當線(xiàn)程1需要等待某個(gè)條件的時(shí)候，他就去執行condition.await()方法，一旦執行了await()方法，線(xiàn)程就進(jìn)入阻塞狀態(tài)。
• 然后通常會(huì )有另外一個(gè)線(xiàn)程，假設是線(xiàn)程2，去執行對應的條件，知道這個(gè)條件達成的時(shí)候，線(xiàn)程2就會(huì )去執行condition.signal()方法，這時(shí)JVM就會(huì )從被阻塞的線(xiàn)程里找到那些等待該condition的線(xiàn)程，當線(xiàn)程1就會(huì )收到可執行信息的時(shí)候，他的線(xiàn)程狀態(tài)就會(huì )變成Runnable可執行狀態(tài)

 signalAll()和signal()區別

• signalAll()：會(huì )喚起所有正在等待的線(xiàn)程
• signal：只會(huì )喚起那個(gè)等待時(shí)間最長(cháng)的線(xiàn)程

構造方式代碼：

注意點(diǎn)：

• 實(shí)際上，如果說(shuō)lock用來(lái)代替synchronized，那么Condition就是用來(lái)代替相對應的Object.wait/notify的，所以在用法和性質(zhì)上，幾乎都一樣
• await方法會(huì )自動(dòng)釋放持有的lock鎖，和Object.wait一樣，不需要自己手動(dòng)釋放鎖
• 調用await的時(shí)候，必須持有鎖，否則會(huì )拋出異常

CyclicBarrier循環(huán)柵欄

• CyclicBarrier循環(huán)柵欄和CountDownLatch很類(lèi)似，都能阻塞一組線(xiàn)程
• 當有大量線(xiàn)程相互配合，分別計算不同任務(wù)，并且需要最后統一匯總的時(shí)候，我們可以使用CyclicBarrier。CyclicBarrier可以構造一個(gè)集結點(diǎn)，當某一個(gè)線(xiàn)程執行完畢，他就會(huì )到集結點(diǎn)等待，直到所有線(xiàn)程都到了集結點(diǎn)，那么該柵欄就會(huì )被撤銷(xiāo)，所有線(xiàn)程再統一出發(fā)，繼續執行剩下的任務(wù)。

代碼演示：

五、CyclicBarrier和CountDownLatch的區別

• 作用不同：CyclicBarrier要等固定數量的線(xiàn)程都達到了柵欄位置才能繼續執行，兒CountDownLatch只需要等待數字到0，也就是說(shuō)，CountDownLatch用于時(shí)間，但是CyclicBarrier是用于線(xiàn)程的
• 可重用性不同：CountDownLatch在倒數到0并觸發(fā)門(mén)閂打開(kāi)后，就不能再次使用了，除非新建新的實(shí)例；而CyclicBarrier可以重復使用。

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