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需引蜘蛛,百度引蜘蛛:同步工具类 CountDownLatch 和 CyclicBarrier_黑帽SEO

LinkedList实现原理(JDK1.8)

在开发中,一些异步操作会明显加快执行速度带来更好的体验,但同时也增加了开发的复杂度,想了用好多线程,就必须从这些方面去了解

  • 线程的 wait() notify() notifyall() 方法
  • 线程异步返回 Future

  • ThreadLocal
  • 线程池 ThreadPoolExecutor
  • 同步工具类 CountDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore,Phaser,Exchanger

估计上面每一个对于 2~3 年的 java 同学来说都是恶梦,比较难以理解,本文简单说下 CountDownLatchCyclicBarrier

CountDownLatch

CountDownLatch 一般在执行时间较长的可分解的任务中比较常用,算是同步工具类中最容易理解的一个。

示例一:

一个简单的例子:有一个 100 万的 excel 数据导出,需要从数据库中查出数据,并封装成 excel 数据然后输出到前端。

稍微分析可以知道这个操作肯定会很费时间,它的瓶颈出在查询数据库数据和写 excel 上,如果我每 10 万数据一页读数据库并写 excel 成一个文件,最后把所有的 excel 使用 zip 打包,使用多线程,由于读数据库并不会加锁,性能将会有一个量级的提升(有实践过),这时会有一个问题,我启动多个线程后,主线程如何才能知道所有的线程都完成了呢,只有在所有线程都完成了后,才能对所有 excel 文件进行打包,这时可以用 CountDownLatch ,伪代码如下:

// Excel 线程class ExcelThread extend Thread{ private CountDownLatch countDownLatch; public ExcelThread(CountDownLatch countDownLatch){ this.countDownLatch = countDownLatch; } public void run(){ try{ // do query db & write excel }finally{ countDownLatch.countDown(); } }}public static void main(){ //假定生成 3 个 excel CountDownLatch countdownlatch = new CountDownLatch(3); foreach : new ExcelThread(countdownlatch).start(); countDownLatch.await(); // do zip compress & down }

示例二:

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如果用过 IDM 下载工具,看它的下载进度一定知道它是多线程下载的,自动分成了多段,其实用 java 的 RandomAccessFile 配合 CountDownlatch 一样可以做到多线程下载,可以实例化多个 RandomAccessFile 然后让其指向文件不同的文件位置,然后向里面填充数据即可,主线程在分线程全部完成后检验文件完整性。

当然 IDM 做得更好,它会其它线程都完成了,如果某一段还卡着的话,继续分隔,同样多线程下载,当然速度就快了。

示例三:

对于CountDownLatch,其他线程为游戏玩家,比如王者荣耀,主线程为控制游戏开始的线程。在所有的玩家都准备好之前,主线程是处于等待状态的,也就是游戏不能开始。当所有的玩家准备好之后,下一步的动作实施者为主线程,即开始游戏。

CyclicBarrier

相比如 CountDownLatch 是在主线程等待,CyclicBarrier 是子线程相互等待,而主线程早就已经结束了,并且在子线程相互等待的同时,可以附带一个 CountDownLatch 类似功能的线程,等所有子线程都完成了再操作,并且 CyclicBarrier 是可重用的,说这么多,看它的使用方式就知道什么意思了。

五人六足之类的游戏不知道读者玩过没,每个玩家是一个线程,必须互相等待对方准备好才可以进行下一步操作,其中也可以来一位指挥员他等到所有同学完成准备后下发指令,左脚,右脚。。。伪代码如下:

// 游戏玩家线程class GamePerson extend Thread{ private CyclicBarrier cyclicBarrier; public GamePerson(CyclicBarrier cyclicBarrier){ this.cyclicBarrier = cyclicBarrier; } public void run(){ // 走下一步的准备阶段 prepareNextStep(); cyclicBarrier.await(); // 走下一步 nextStep(); }}// 主线程public static void main(){ CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5); //构建 5 个游戏玩家 foreach: new GamePerson(cyclicBarrier); // 游戏开始,并开始计时 startGame();beginCountTime(); foreach:gamepersons gameperson.start();}// 主线程,添加指挥员class Leader extend Thread{ public void run(){ System.out.println(“开始走”); }}// 主线程public static void main(){ CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5,new Leader()); //构建 5 个游戏玩家 foreach: new GamePerson(cyclicBarrier); // 游戏开始,并开始计时 startGame();beginCountTime(); foreach:gamepersons gameperson.start();}// 前面的例子只能跨一步,如果需要重用 CyclicBarrier 需要把主线程也当做同步对象,代码如下 public static void main(){ CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(6); //构建 5 个游戏玩家 foreach: new GamePerson(cyclicBarrier); // 游戏开始,并开始计时 startGame();beginCountTime(); //假设让它们走 10 步 for(int i=0;i<10;i++){ cyclicBarrier.reset(); foreach:gamepersons gameperson.start(); cyclicBarrier.await(); }}

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