并发编程八之juc同步器的使用和场景介绍以及理解它们之间的区别

关于并发编程的专题已经过了一段时间没更新，最近给中心培训并发框架

题目，再次更新专题。

JDK中JUC同步器提供以下类，它们每个的实现方式都不一样。

• CountDownLatch
• CyclicBarrier
• Semaphore
• Exchanger

线程计数器CountDownLatch

在前面我们已经分析过它的源码实现《并发编程ContDownLatch源码分析》。在我们项目中大量使用CountDownLatch，而线上也出现过使用不当造成生产问题。在这里就不在分析源码， 我们讲一些注意事项。

此类有以下主要方法

• countDown
• await

面试题

1. 请问如何使用jdk1.5版本 之前实现CountDownLatch？
2. 如何使用jdk1.5版本实现CountDownLatch？
3. 为什么countDown会计数？

栅栏锁 CyclicBarrier

CyclicBarrier人称栅栏锁，是让一组线程到达一个屏障时被阻塞，当屏障的线程数达到指定数量后屏障会自动开门，所有被屏障拦截的线程会继续运行。

场景示例

我们经常做的流水大巴车就是一个很典型的例子。当车子未满时，一直在等乘客，若小于车位数量时车子一直不开车。 在客流量比较大时，几分钟就能满车，大巴车很快就可以走。

主要方法：

• await
• isBroken //判断是否被阻塞
• getNumberWaiting //阻塞线程数
• getParties //并发执行数

构造方法必须指定一个屏障数：

CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3);

构造方法还可以指定一个线程，在每次屏障结果后执行此线程

CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3,()->{
 try {
 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
 } catch (InterruptedException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 System.out.println("当前线程"+Thread.currentThread());
});

网上有一些文章讲reset是CyclieBarrier的优点，在我使用中发现这个是个多余。

使用注意事项：若线程数不是指定屏障的倍数时会一直阻塞。

面试题

1. CyclicBarrier的实现原理是什么？
2. 与CountDownLatch的不同点有哪些？

信号号Semaphore

Semaphore信号量控制活动数，内部使用AQS来实现，它有两个策略默认非公平策略。

主要方法：

• acquire
• release

构造方法指定信号数，通过构造方法指定策略

Semaphore semaphore = new Semaphore(2);
Semaphore semaphore = new Semaphore(2,true);

Semaphore通过 acquire 进行获取许可证，当许可证用完时，必须使用release 方法释放许可证，否则无法获取许可证。

使用场景：互联网秒杀、停车场

回顾面试题：

1. Semaphore 的实现原理是什么？
2. 与CyclicBarrier的不同点有哪些？

交换器Exchanger

Exchanger两个线程之间数据切换，若一个线程执行exchange方法，则一直等待另一个线程也执行。若没有另一个线程执行exchange 方法，则当前线程处于阻塞。

主要方法

• exchange

使用场景：遗传算法、数据校正

注意事项：exchange方法是成对出现，若不成对，则会一直阻塞

以上是根据个人理解做了分析，如有不正确请留言讨论。

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