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CountDownLatch和CyclicBarrier 举例详解

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有时候会有这样的需求,多个线程同时工作,然后其中几个可以随意并发执行,但有一个线程需要等其他线程工作结束后,才能开始。举个例子,开启多个线程分块下载一个大文件,每个线程只下载固定的一截,最后由另外一个线程来拼接所有的分段,那么这时候我们可以考虑使用CountDownLatch来控制并发。

CountDownLatch是JAVA提供在java.util.concurrent包下的一个辅助类,可以把它看成是一个计数器,其内部维护着一个count计数,只不过对这个计数器的操作都是原子操作,同时只能有一个线程去操作这个计数器,CountDownLatch通过构造函数传入一个初始计数值,调用者可以通过调用CounDownLatch对象的cutDown()方法,来使计数减1;如果调用对象上的await()方法,那么调用者就会一直阻塞在这里,直到别人通过cutDown方法,将计数减到0,才可以继续执行。

/**
 * Created by DELL on 2017/1/4.
 */
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class Thread2 {
    /**
     * 计数器,用来控制线程
     * 传入参数2,表示计数器计数为2
     */
    private final static CountDownLatch mCountDownLatch = new CountDownLatch(2);

    /**
     * 示例工作线程类
     */
    private static class WorkingThread extends Thread {
        private final String mThreadName;
        private final int mSleepTime;
        public WorkingThread(String name, int sleepTime) {
            mThreadName = name;
            mSleepTime = sleepTime;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("[" + mThreadName + "] started!");
            try {
                Thread.sleep(mSleepTime);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            mCountDownLatch.countDown();//减一
            System.out.println("[" + mThreadName + "] end!");
        }
    }

    /**
     * 示例线程类
     */
    private static class SampleThread extends Thread {

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("[SampleThread] started!");
            try {
                // 会阻塞在这里等待 mCountDownLatch 里的count变为0;
                // 也就是等待另外的WorkingThread调用countDown()
                mCountDownLatch.await();
            } catch (InterruptedException e) {

            }
            System.out.println("[SampleThread] end!");
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 最先run SampleThread
        new SampleThread().start();
        // 运行两个工作线程
        // 工作线程1运行5秒
        new WorkingThread("WorkingThread1", 5000).start();
        // 工作线程2运行2秒
        new WorkingThread("WorkingThread2", 2000).start();
    }
}

执行结果如下:

[SampleThread] started!

[WorkingThread2] started!

[WorkingThread1] started!

[WorkingThread2] end!

[WorkingThread1] end!

[SampleThread] end!

CyclicBarrier 例子如下:

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

/**
 * Created by DELL on 2017/1/4.
 */
public class thread3 {
    public static final int INIT_NUM = 5;

    public static void main(String[] args) {
        CyclicBarrier cyc = new CyclicBarrier(INIT_NUM, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("init cyclicBarrier----");
            }
        });

        for (int i = 0; i < INIT_NUM; i++) {
            new sampleCyclic(cyc).start();
        }
    }

    private static class sampleCyclic extends Thread {
        CyclicBarrier barrier;

        public sampleCyclic(CyclicBarrier barrier) {
            this.barrier = barrier;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("start=====");
            try {
                barrier.await();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("id" + Thread.currentThread().getId() + "working----");
        }
    }

}

输出结果如下:

start=====
start=====
start=====
start=====
start=====
init cyclicBarrier----
id16working----
id13working----
id15working----
id14working----
id12working----

综上所述二者有甚区别呢?

CountDownLatch CyclicBarrier
减计数方式 加计数方式
计算为0时释放所有等待的线程 计数达到指定值时释放所有等待线程
计数为0时,无法重置 计数达到指定值时,计数置为0重新开始
调用countDown()方法计数减一,调用await()方法只进行阻塞,对计数没任何影响 调用await()方法计数加1,若加1后的值不等于构造方法的值,则线程阻塞
不可重复利用 可重复利用

CountDownLatch : 一个线程(或者多个), 等待另外N个线程完成某个事情之后才能执行。CyclicBarrier : N个线程相互等待,任何一个线程完成之前,所有的线程都必须等待。
这样应该就清楚一点了,对于CountDownLatch来说,重点是那个“一个线程”, 是它在等待, 而另外那N的线程在把“某个事情”做完之后可以继续等待,可以终止。而对于CyclicBarrier来说,重点是那N个线程,他们之间任何一个没有完成,所有的线程都必须等待。

CountDownLatch 是计数器, 线程完成一个就记一个, 就像 报数一样, 只不过是递减的.

而CyclicBarrier更像一个水闸, 线程执行就想水流, 在水闸处都会堵住, 等到水满(线程到齐)了, 才开始泄流.

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