如何深入理解Java多线程与并发框中的并发辅助工具类

如何深入理解Java多线程与并发框中的并发辅助工具类，相信很多没有经验的人对此束手无策，为此本文总结了问题出现的原因和解决方法，通过这篇文章希望你能解决这个问题。

一、Exchanger 交换器（两线程间的通信）

使用场景：用于 有且仅有两个线程 间的 数据传输，就就是线程间的 通信 。它是 生产者/消费者 d的 wait() / notify() 的最佳替代工具。 核心原理：方法 exchange()阻塞特性：此方法被调用后等待其他线程来取数据，如果没有其他线程取得数据，则一直 阻塞。

示例：交替打印奇偶数：

public class Print {    public static void main(String[] args) {    // 交换器    Exchanger<Integer> exchanger = new Exchanger<>();    // 起始打印数值    Integer startNumber = 1;    // 终止的数值    Integer endNumber= 100;    // 线程1    Thread t1 = new Thread(new Thread1(exchanger, startNumber, endNumber));    Thread t2 = new Thread(new Thread2(exchanger, startNumber, endNumber));    // 设置线程名称    t1.setName("thread-no-1");    t2.setName("thread-no-2");    // 启动线程    t1.start();    t2.start();}}class Thread1 implements Runnable {private Exchanger<Integer> exchanger;private Integer number;private final Integer endNumber;public Thread1(Exchanger<Integer> exchanger, Integer startNumber, Integer endNumber) {    this.exchanger = exchanger;    this.number = startNumber;    this.endNumber = endNumber;}@Override    public void run() {    while (number <= endNumber) {        if (number % 2 == 1) {            System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " : " + number);        }        try {            exchanger.exchange(number++);        }        catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }}}class Thread2 implements Runnable {private Exchanger<Integer> exchanger;private Integer number;private final Integer endNumber;public Thread2(Exchanger<Integer> exchanger, Integer startNumber, Integer endNumber) {    this.exchanger = exchanger;    this.number = startNumber;    this.endNumber = endNumber;}@Override    public void run() {    while (number <= endNumber) {        if (number % 2 == 0) {            System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " : " + number);        }        try {            exchanger.exchange(number++);        }        catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }}}

二、Semaphore 信号灯

核心原理： 通过发放设置最大 许可数，来限制线程的并发数。 默认是 非公平锁，效率高。

public Semaphore(int permits) {    sync = new NonfairSync(permits);}Semaphore semaphore = new Semaphore(5);try {    semaphore.acquire();    // 获取许可    // 逻辑}catch (InterruptedException e) {    e.printStackTrace();}finally {    semaphore.release();    // 释放许可}

三、CountDownLatch 倒计时闩（锁）

核心原理：线程以 组团 的方式进行任务。 count 作为 stat 状态。await() 方式将 阻塞当前线程，直到 count 为 0。

CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);countDownLatch.countDown();// count - 1// 预处理try {    countDownLatch.await();    // 阻塞当前线程    // 大家一起处理的时候，我才处理}catch (InterruptedException e) {    e.printStackTrace();}

Sync同步器

private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {    private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;    Sync(int count) {        setState(count);    }    int getCount() {        return getState();    }    protected int tryAcquireShared(int acquires) {        return (getState() == 0) ? 1 : -1;    }    protected Boolean tryReleaseShared(int releases) {        // 递减 count; 转换为零时发出信号        for (;;) {            int c = getState();            if (c == 0)                            return false;            int nextc = c-1;            if (compareAndSetState(c, nextc))                            return nextc == 0;        }    }}

四、CyclicBarrier 循环栅栏（循环锁）

核心原理： 基于 ReentrantLock 和 Condition。 CyclicBarrier 不仅具有 CountDownLatch 的功能，还有实现屏障等待的功能，也就是阶段性同步。

CyclicBarrier与CountDownLatch比较

• 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。

• CountDownLatch:一次性的；CyclicBarrier:可以重复使用。

• CountDownLatch基于AQS；CyclicBarrier基于锁和Condition。本质上都是依赖于volatile和CAS实现的。

看完上述内容，你们掌握如何深入理解Java多线程与并发框中的并发辅助工具类的方法了吗？如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容，欢迎关注编程网精选频道，感谢各位的阅读！