控制并发流程

什么是控制并发流程?

• 控制并发流程的工具类，作用就是帮助我们程序员更容易得让线程之间合作
• 让线程之间相互配合，来满足业务逻辑
• 比如让线程A等待线程B执行完毕后再执行等合作策略

有哪些控制并发流程的工具类?

CountDownLatch

• 迸发流程控制的工具
  • 倒数门闩
  • 流程: 倒数结束之前,一直处于等待状态,直到倒计时结束,此线程才继续工作
    

    类的主要方法介绍

• CountDownLatch(int count): 仅有一个构造函数，参数count为需要倒数的数值。
• await(): 调用await0方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行。
• countDown():将count值减1，直到为0时，等待的线程会被唤起。
  

注意点

• 扩展用法:多个线程等多个线程完成执行后，再同时执行
• CountDownLatch是不能够重用的，如果需要重新计数，可以考虑使用CyclicBarrier或者创建新的CountDownLatch实例。

Semaphore信号量

• Semaphore可以用来限制或管理数量有限的资源的使用情况
• 信号量的作用是维护一个“许可证”的计数，线程可以“获取许可证，那信号量剩余的许可证就减一，线程也可以“是否”个许可证，那信号量剩余的许可证就加一，当信号量所拥有的许可证数量为0，那么下一个还想要获取许可证的线程，就需要等待，直到有另外的线程释放了许可证
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

信号量使用流程

• 初始化Semaphore并指定许可证的数量
• 在需要被现在的代码前加acquire() 或者acquireUninterruptibly()方法
• 在任务执行结束后，调用release() 来释放许可证
• new Semaphore(int permits, boolean fain) : 这里可以设置是否要使用公平策略，如果传入true，那么Semaphore会把之前等待的线程放到FIFO的队列里，以便于当有了新的许可证可以分发给之前等了最长时间的线程
• tryAcquire():看看现在有没有空闲的许可证，如果有的话就获取，如果没有的话也没关系，我不必陷入阻塞，我可以去做别的事，过一会再来查看许可证的空闲情况
• tryAcquire(timeout): 和tryAcquire()一样，但是多了一个超时时间，比如“在3秒内获取不到许可证，我就去做别的事

public class semaphoreDemo {

    static Semaphore semaphore = new Semaphore(3,true);

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(50);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            service.submit(new Task());
        }
        service.shutdown();
    }

    static class Task implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            try {
                semaphore.acquire();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了许可证");
                Thread.sleep(1000);

            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }finally {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"释放了许可证");
                semaphore.release();
            }
        }
    }
}

注意点

1. 获取和释放的许可证数量必须一致，否则比如每次都获取2个但是只释放1个甚至不释放，随着时间的推移，到最后许可证数量不够用，会导致程序卡死。(虽然信号量类并不对是否和获取的数量做规定，但是这是我们的编程规范，否则容易出错),业务层面的考虑
2. 注意在初始化Semaphore的时候设置公平性，一般设置为true会更合理
3. 并不是必须由获取许可证的线程释放那个许可证，事实上，获取和释放许可证对线程并无要求，也许是A获取了，然后由B释放，只要逻辑合理即可.
4. 信号量的作用，除了控制临界区最多同时有N个线程访问4外，另一个作用是可以实现“条件等待”，例如线程1需要在线程2完成准备工作后才能开始工作，那么就线程1acquire0，而线程2完成任务后release0，这样的话，相当于是轻量级的CountDownLatch.

Condition接口(又称条件对象)

• 当线程1需要等待某个条件的时候，它就去执行condition.await() 方法，一旦执行了await()方法，线程就会进入阻塞状态
• 然后通常会有另外一个线程，假设是线程2，去执行对应的条件，直到这个条件达成的时候，线程2就会去执行conditicn.siqnal() 方法，这时JM就会从被阳塞的线程里找找到那些等待该condition的线程，当线程1就会收到可执行信号的时候，它的线程状态就会变成Runnable可执行状态
  

signalAll()和signal()区别

• signalAIl()会起所有的正在等待的线程
• 但是signal()是公平的，只会唤起那个等待时间最长的线程

Condition注意点

• 实际上，如果说Lock用来代替synchronized，那么Condition就是用来代替相对应的Object.wait/notify的，所以在用法和性质上，几乎都一样
• await方法会自动释放持有的Lock锁，和Obiect.wait一样，不需要自己手动先释放锁
• 调用await的时候，必须持有锁，否则会抛出异常，和Object.wait一样

CyclicBarrier循环栅栏

• CyclicBarrier循环栅栏和CountDownLatch很类似，都能阻塞组线程
• 当有大量线程相互配合，分别计算不同任务，并且需要最后统汇总的时候，我们可以使用CyclicBarrier。CyclicBarrier可以构造一个集结点，当某一个线程执行完毕，它就会到集结点等待，直到所有线程都到了集结点，那么该栅栏就被撤销，所有线程再统一出发，继续执行剩下的任务

CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

• 作用不同: CyclicBarrier要等固定数量的线程都到达了栅栏位置才能继续执行，而CountDownLatch只需等待数字到0，也就是说，CountDownLatch用于事件，但是CyclicBarrier是用于线程的。
• 可重用性不同:CountDownLatch在倒数到0并触发门门打打开后，就不能再次使用了，除非新建新的实例;而CyclicBarrier可以重复使用。