JUC供工具包

1. coutDownLatch

CountDownLatch就是JUC包下的一个工具，整个工具最核心的功能就是计数器。

如果有三个业务需要并行处理，并且需要知道三个业务全部都处理完毕了。

需要一个并发安全的计数器来操作。

CountDownLatch就可以实现。

给CountDownLatch设置一个数值。可以设置3。

每个业务处理完毕之后，执行一次countDown方法，指定的3每次在执行countDown方法时，对3进行-1。

主线程可以在业务处理时，执行await，主线程会阻塞等待任务处理完毕。

当设置的3基于countDown方法减为0之后，主线程就会被唤醒，继续处理后续业务。

1.1 应用

模拟有三个任务需要并行处理，在三个任务全部处理完毕后，再执行后续操作

CountDownLatch中，执行countDown方法，代表一个任务结束，对计数器 - 1

执行await方法，代表等待计数器变为0时，再继续执行

执行await(time,unit)方法，代表等待time时长，如果计数器不为0，返回false，如果在等待期间，计数器为0，方法就返回true

一般CountDownLatch更多的是基于业务去构建，不采用成员变量。

static ThreadPoolExecutor executor = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(3);

static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    System.out.println("主业务开始执行");
    sleep(1000);
    executor.execute(CompanyTest::a);
    executor.execute(CompanyTest::b);
    executor.execute(CompanyTest::c);
    System.out.println("三个任务并行执行,主业务线程等待");
    // 死等任务结束
    // countDownLatch.await();
    // 如果在规定时间内，任务没有结束，返回false
    if (countDownLatch.await(10, TimeUnit.SECONDS)) {
        System.out.println("三个任务处理完毕，主业务线程继续执行");
    }else{
        System.out.println("三个任务没有全部处理完毕，执行其他的操作");
    }
}

private static void a() {
    System.out.println("A任务开始");
    sleep(1000);
    System.out.println("A任务结束");
    countDownLatch.countDown();
}
private static void b() {
    System.out.println("B任务开始");
    sleep(1500);
    System.out.println("B任务结束");
    countDownLatch.countDown();
}
private static void c() {
    System.out.println("C任务开始");
    sleep(2000);
    System.out.println("C任务结束");
    countDownLatch.countDown();
}

private static void sleep(long timeout){
    try {
        Thread.sleep(timeout);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

1.2 源码

TODO

2. CyclicBarrier

从名字上来看CyclicBarrier，就是代表循环屏障

Barrier屏障：让一个或多个线程达到一个屏障点，会被阻塞。屏障点会有一个数值，当达到一个线程阻塞在屏障点时，就会对屏障点的数值进行-1操作，当屏障点数值减为0时，屏障就会打开，唤醒所有阻塞在屏障点的线程。在释放屏障点之后，可以先执行一个任务，再让所有阻塞被唤醒的线程继续之后后续任务。

Cyclic循环：所有线程被释放后，屏障点的数值可以再次被重置。

CyclicBarrier一般被称为栅栏。

CyclicBarrier是一种同步机制，允许一组线程互相等待。现成的达到屏障点其实是基于await方法在屏障点阻塞。

CyclicBarrier并没有基于AQS实现，他是基于ReentrantLock锁的机制去实现了对屏障点--，以及线程挂起的操作。（CountDownLatch本身是基于AQS，对state进行release操作后，可以-1）

CyclicBarrier没来一个线程执行await，都会对屏障数值进行-1操作，每次-1后，立即查看数值是否为0，如果为0，直接唤醒所有的互相等待线程。

CyclicBarrier对比CountDownLatch区别

• 底层实现不同。CyclicBarrier基于ReentrantLock做的。CountDownLatch直接基于AQS做的。
• 应用场景不同。CountDownLatch的计数器只能使用一次。而CyclicBarrier在计数器达到0之后，可以重置计数器。CyclicBarrier可以实现相比CountDownLatch更复杂的业务，执行业务时出现了错误，可以重置CyclicBarrier计数器，再次执行一次。
• CyclicBarrier还提供了很多其他的功能：
  • 可以获取到阻塞的现成有多少
  • 在线程互相等待时，如果有等待的线程中断，可以抛出异常，避免无限等待的问题。
• CountDownLatch一般是让主线程等待，让子线程对计数器--。CyclicBarrier更多的让子线程也一起计数和等待，等待的线程达到数值后，再统一唤醒

CyclicBarrier：多个线程互相等待，直到到达同一个同步点，再一次执行。

2.1 应用

出国旅游。

导游小姐姐需要等待所有乘客都到位后，发送护照，签证等等文件，再一起出发

比如Tom，Jack，Rose三个人组个团出门旅游

在构建CyclicBarrier可以指定barrierAction，可以选择性指定，如果指定了，那么会在barrier归0后，优先执行barrierAction任务，然后再去唤醒所有阻塞挂起的线程，并行去处理后续任务。

所有互相等待的线程，可以指定等待时间，并且在等待的过程中，如果有线程中断，所有互相的等待的线程都会被唤醒。

如果在等待期间，有线程中断了，唤醒所有线程后，CyclicBarrier无法继续使用。

如果线程中断后，需要继续使用当前的CyclicBarrier，需要调用reset方法，让CyclicBarrier重置。

如果CyclicBarrier的屏障数值到达0之后，他默认会重置屏障数值，CyclicBarrier在没有线程中断时，是可以重复使用的。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3,() -> {
        System.out.println("等到各位大佬都到位之后，分发护照和签证等内容！");
    });

    new Thread(() -> {
        System.out.println("Tom到位！！！");
        try {
            barrier.await();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("悲剧，人没到齐！");
            return;
        }
        System.out.println("Tom出发！！！");
    }).start();
    Thread.sleep(100);
    new Thread(() -> {
        System.out.println("Jack到位！！！");
        try {
            barrier.await();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("悲剧，人没到齐！");
            return;
        }
        System.out.println("Jack出发！！！");
    }).start();
    Thread.sleep(100);
    new Thread(() -> {
        System.out.println("Rose到位！！！");
        try {
            barrier.await();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("悲剧，人没到齐！");
            return;
        }
        System.out.println("Rose出发！！！");
    }).start();
    /*
    tom到位，jack到位，rose到位
    导游发签证
    tom出发，jack出发，rose出发
     */

}

2.2 源码

TODO

3. Semaphone

sync，ReentrantLock是互斥锁，保证一个资源同一时间只允许被一个线程访问

Semaphore（信号量）保证1个或多个资源可以被指定数量的线程同时访问

底层实现是基于AQS去做的。

Semaphore底层也是基于AQS的state属性做一个计数器的维护。state的值就代表当前共享资源的个数。如果一个线程需要获取的1或多个资源，直接查看state的标识的资源个数是否足够，如果足够的，直接对state - 1拿到当前资源。如果资源不够，当前线程就需要挂起等待。知道持有资源的线程释放资源后，会归还给Semaphore中的state属性，挂起的线程就可以被唤醒。

Semaphore也分为公平和非公平的概念。

使用场景：连接池对象就可以基础信号量去实现管理。在一些流量控制上，也可以采用信号量去实现。再比如去迪士尼或者是环球影城，每天接受的人流量是固定的，指定一个具体的人流量，可能接受10000人，每有一个人购票后，就对信号量进行--操作，如果信号量已经达到了0，或者是资源不足，此时就不能买票。

3.1 应用

以上面环球影城每日人流量为例子去测试一下。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 今天环球影城还有人个人流量
    Semaphore semaphore = new Semaphore(10);

    new Thread(() -> {
        System.out.println("一家三口要去~~");
        try {
            semaphore.acquire(3);
            System.out.println("一家三口进去了~~~");
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("一家三口走了~~~");
            semaphore.release(3);
        }
    }).start();

    for (int i = 0; i < 7; i++) {
        int j = i;
        new Thread(() -> {
            System.out.println(j + "大哥来了。");
            try {
                semaphore.acquire();
                System.out.println(j + "大哥进去了~~~");
                Thread.sleep(10000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                System.out.println(j + "大哥走了~~~");
                semaphore.release();
            }
        }).start();
    }

    Thread.sleep(10);

    System.out.println("main大哥来了。");
    if (semaphore.tryAcquire()) {
        System.out.println("main大哥进来了。");
    }else{
        System.out.println("资源不够，main大哥进来了。");
    }
    Thread.sleep(10000);

    System.out.println("main大哥又来了。");
    if (semaphore.tryAcquire()) {
        System.out.println("main大哥进来了。");
        semaphore.release();
    }else{
        System.out.println("资源不够，main大哥进来了。");
    }
}

其实Semaphore整体就是对构建Semaphore时，指定的资源数的获取和释放操作

获取资源方式：

• acquire()：获取一个资源，没有资源就挂起等待，如果中断，直接抛异常
• acquire(int)：获取指定个数资源，资源不够，或者没有资源就挂起等待，如果中断，直接抛异常
• tryAcquire()：获取一个资源，没有资源返回false，有资源返回true
• tryAcquire(int)：获取指定个数资源，没有资源返回false，有资源返回true
• tryAcquire(time,unit)：获取一个资源，如果没有资源，等待time.unit，如果还没有，就返回false
• tryAcquire(int，time,unit)：获取指定个数资源，如果没有资源，等待time.unit，如果还没有，就返回false
• acquireUninterruptibly()：获取一个资源，没有资源就挂起等待，中断线程不结束，继续等
• acquireUninterruptibly(int)：获取指定个数资源，没有资源就挂起等待，中断线程不结束，继续等

归还资源方式：

• release()：归还一个资源
• release(int)：归还指定个数资源

3.2 源码

TODO