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计数器：CountDownLatch

CountDownLatch类似于一个计数器，和Atomic类比较相近，操作是原子的，即多个线程同时只能有一个可以去操作。CountDownLatch对象设置一个初始的数字作为计数值，任何调用这个对象上的await()方法都会阻塞，直到这个计数器的计数值被其他的线程调用countDown()减为0为止。典型的应用场景就是：有一个任务想要往下执行，但必须要等到其他的任务执行完毕后才可以继续往下执行。例如在Zookeeper的使用过程中，由于客户端与服务器建立连接是异步调用的，因此主线程需要await()阻塞直至异步回调countDown()完成。

代码示例：

public class CountDownLatchTest { public static void main(String[] args) { final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2); Thread work1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread() + " doing work...start"); try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread() + " doing work...end "); countDownLatch.countDown(); } },"work1"); Thread work2 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doing work...start"); try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " doing work...end "); countDownLatch.countDown(); } },"work2"); work1.start(); work2.start(); try { countDownLatch.await(); System.out.println("all workers finish "); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}

齐步走：CyclicBarrier

Barrier的意思是栅栏，就是让一组线程相互等待，直至所有线程都到齐了，那么就可以齐步走。Cyclic是循环的意思，就是说Barrier可以循环使用。CyclicBarrier主要的方法就是await()，较CountDownLatch的await()虽然都是阻塞，但是CyclicBarrier.await()有返回值int，即当前线程是第几个到达这个Barrier的线程。

构造CyclicBarrier时指定计数值，await() 方法每被调用一次，计数便会减少1，并阻塞住当前线程。当计数减至0时，阻塞解除，所有在此 CyclicBarrier 上面阻塞的线程开始运行。在这之后，如果再次调用 await() 方法，计数就又会变成 N-1，新一轮重新开始。在构造方法上还可以传递一个Runnable对象，阻塞解除时这个Runnable会得到运行。

CyclicBarrier有点“不见不散”的味道，想一想，如果某个成员因某种原因来不了Barrier这个地方，那么我们一直等待吗？实际中，如果来不了理应通知其他成员，别等了，回家吧！注意到CyclicBarrier.await()独有的BrokenBarrierException异常

代码示例：

public class CyclicBarrierTest { public static void main(String[] args) { final CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(2, new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("都准备好啦!"); } }); Thread runman1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } try { cyclicBarrier.await(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "i am ok"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } } },"runman1"); Thread runman2 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { cyclicBarrier.await(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "i am ok"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } } },"runman2"); runman1.start(); runman2.start(); }}

Callable And Future

在我以前的博客《Java Future模式实现》中有介绍Future模式，Future模式非常适合在处理耗时很长的业务逻辑，可以有效的减少系统的响应时间，提高系统的吞吐量。JDK其实已经为我们提供了API实现，我们来看一段代码即可：

public class FutureTest { public static void main(String[] args) { FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(new Callable<String>() { @Override public String call() throws Exception { Thread.sleep(2000); return "ok"; } }); ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(1); es.submit(futureTask); System.out.println("开启线程去异步处理，主线程继续往下执行!"); try { System.out.println("取得异步处理结果：" + futureTask.get()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } }}

注意到线程池执行任务，可以利用2个方法：

submit和execute有什么区别呢？从入参和结果类型就知道了。

信号量：Semaphore

Semaphore实现的功能就类似厕所有5个坑，假如有10个人要上厕所，那么显然同时只能有5个人占用厕所，当5个人中的任何一个人让开后，其中等待的另外5个人中又有一个人可以占用了。另外等待的5个人中可以是随机获得优先机会，也可以是按照先来后到的顺序获得机会，这取决于构造Semaphore对象时传入的fair参数选项。

Semaphore可以控制某个资源可被同时访问的个数(构造方法传入)，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。

代码示例：

public static void main(String[] args) { final Semaphore semaphore = new Semaphore(5); for(int i = 0 ; i < 6 ; i++){ new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { semaphore.acquire(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 运行..."); Thread.sleep(1000); semaphore.release(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 结束..."); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } },String.valueOf(i)).start(); }}

Condition

JDK由原始的synchronized发展到Lock，以类的方式提供锁机制，发展出重入锁、读写锁，以类的形式存在自然功能更加强大灵活，比如可以tryLock进行锁的嗅探。在synchronized代码块中我们可以使用wait/notify/notifyAll来进行线程的协同工作，那么JDK也发展了这一块，即Condition。Condition.await类似于wait,Condition.signal/signalAll类似于notify/nofityAll。下面我们简单实现一个Condition版的生产者/消费者。

处理核心：Handler

public class Handler { //容器 private LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<String>(); //限制 private int MAX_SIZE = 3; //锁 private Lock lock = new ReentrantLock(); //condition 实际上，可以new多个condition，这里暂且只是用给一个 private Condition condition = lock.newCondition(); public void put(String bread){ try{ lock.lock(); if(linkedList.size() == MAX_SIZE){ System.out.println("容器已满"); condition.await(); } linkedList.add(bread); System.out.println("放入面包" + bread); condition.signalAll(); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); }finally { lock.unlock(); } } public void eat(){ try{ lock.lock(); if(linkedList.size() == 0){ System.out.println("容器为空"); condition.await(); } String bread = linkedList.removeFirst(); System.out.println("吃掉一个面包" + bread); condition.signalAll(); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); }finally { lock.unlock(); } }}

生产者：Produce

public class Produce implements Runnable{ private Handler handler; public Produce(Handler handler) { this.handler = handler; } @Override public void run() { for(int i = 0 ; i < 10 ; i++){ try { Thread.sleep(new Random().nextInt(1000)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } handler.put(String.valueOf(i)); } }}

消费者：Consume

public class Consume implements Runnable{ private Handler handler; public Consume(Handler handler) { this.handler = handler; } @Override public void run() { for (int i = 0 ; i < 10 ; i++){ try { Thread.sleep(new Random().nextInt(1000)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } handler.eat(); } }}

Main:

public class Main { public static void main(String[] args) { Handler handler = new Handler(); Produce produce = new Produce(handler); Consume consume = new Consume(handler); new Thread(consume).start(); new Thread(produce).start(); new Thread(produce).start(); }}

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