CountDownLatch
CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下，利用它可以实现类似线程计数器的功能。比如有一个任务，它要等待其他3个线程任务执行完毕之后才能执行，此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。
定义CountDownLatch，构造参数为线程个数。
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(int count); // count 为线程数，也就是执行任务的计数
CountDownLatch 常用且重要的API方法
public void await() throws InterruptedException // 调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) // 调用await()方法的线程会被挂起，如果超出等待时间count不为0，则继续执行
public void countDown() // 计数器倒数，count 减一
代码示例：
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
latch.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
Thread.sleep(5000);
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
latch.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
Thread.sleep(8000);
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
latch.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
try {
System.out.println("等待3个子线程执行完毕...");
latch.await();
System.out.println("3个子线程已经执行完毕");
System.out.println("继续执行主线程");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
主线程会等到三个线程执行完之后继续执行。
CylicBarrier
假若有若干个线程都要进行写数据操作，并且只有所有线程都完成写数据操作之后，这些线程才能继续做后面的事情，此时就可以利用CyclicBarrier了；
定义CylicBarrier，常用两种构造器：
public CyclicBarrier(int parties)
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
参数parties指让多少个线程或者任务等待至barrier状态；
参数barrierAction为当这些线程都达到barrier状态时会执行的内容。
CylicBarrier常用且重要的API方法
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
无参方法较为常用，用于挂起线程，直到所有线程都达到barrier状态之后在继续执行任务。
public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException
有参方法，让这些线程等待至一定的时间，如果还有线程没有到达barrier状态就直接让到达barrier的线程执行后续任务。
代码示例1：
public static void main(String[] args) {
final int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
for (int i = 0 ; i < N; i++) {
new Writer(barrier).start();
}
}
static class Writer extends Thread {
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
try {
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}catch(BrokenBarrierException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
}
}
执行结果：
线程Thread-0正在写入数据...
线程Thread-2正在写入数据...
线程Thread-1正在写入数据...
线程Thread-3正在写入数据...
线程Thread-0写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
线程Thread-2写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
线程Thread-3写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
线程Thread-1写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
从结果可以看出，每个线程在写入数据完成之后，没有立即执行后续操作而是挂起，直到当所有线程都达到barrier状态之后，所有线程继续执行；这个示例用的是第一种构造方式，无barrierAction，再来看一个有barrierAction的例子：
public static void main(String[] args) {
final int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N, new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("当前线程"+Thread.currentThread().getName());
}
});
for (int i = 0 ; i < N; i++) {
new Writer(barrier).start();
}
}
static class Writer extends Thread {
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
try {
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}catch(BrokenBarrierException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
}
}
执行结果：
线程Thread-1正在写入数据...
线程Thread-0正在写入数据...
线程Thread-2正在写入数据...
线程Thread-3正在写入数据...
线程Thread-0写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
线程Thread-3写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
线程Thread-1写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
线程Thread-2写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
当前线程Thread-1
所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
从结果可看出，当所有线程都达到barrier状态之后，CylicBarrier会随机选择一个线程去执行barrierAction里的操作。
另外，CylicBarrier是可以重复使用的，但是CountDownLatch不行。
Semaphore
信号量，用于控制访问资源的线程数，如果线程数量超出了资源的数量并且要保证线程安全，可以选择使用Semaphore
定义Semaphore，构造器
public Semaphore(int permits)
public Semaphore(int permits, boolean fair)
参数permits表示许可数目，即同时可以允许多少线程进行访问，参数fair表示是否是公平的，true采用FIFO即等待时间越久的越先获取许可，false 则相反。
常用API 方法：
public void acquire() throws InterruptedException { } //获取一个许可
public void acquire(int permits) throws InterruptedException { } //获取permits个许可
public void release() { } //释放一个许可
public void release(int permits) { } //释放permits个许可
acquire 用于获取线程的资源访问许可， release 用于释放许可。</br> 这四个方法是阻塞的，不会立即返回。如果想立即获取许可，并执行后续操作，可以尝试try-方法：
public boolean tryAcquire() { }; //尝试获取一个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //尝试获取一个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits) { }; //尝试获取permits个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //尝试获取permits个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false
简单的代码示例：
public static void main(String[] args) {
int N = 8; //工人数
Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //机器数目
for(int i=0;i<N;i++)
new Worker(i,semaphore).start();
}
static class Worker extends Thread {
private int num;
private Semaphore semaphore;
public Worker(int num, Semaphore semaphore) {
this.num = num;
this.semaphore = semaphore;
}
@Override
public void run() {
try {
semaphore.acquire();
System.out.println("工人" + this.num + "占用一个机器在生产...");
Thread.sleep(2000);
System.out.println("工人" + this.num + "释放出机器");
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
执行结果：
工人2占用一个机器在生产...
工人0占用一个机器在生产...
工人1占用一个机器在生产...
工人4占用一个机器在生产...
工人7占用一个机器在生产...
工人2释放出机器
工人4释放出机器
工人1释放出机器
工人0释放出机器
工人3占用一个机器在生产...
工人5占用一个机器在生产...
工人6占用一个机器在生产...
工人7释放出机器
工人3释放出机器
工人5释放出机器
工人6释放出机器
从结果可以看出，资源的请求访问，成功被限制住，保证每个资源的同时只有一个线程占用，实现线程安全。
简单总结：
- CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不同：CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个其他线程执行完任务之后，它才执行；而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行；另外，CountDownLatch是不能够重用的，而CyclicBarrier是可以重用的。
- Semaphore其实和锁有点类似，它一般用于控制对某组资源的访问权限。
