在java 1.5中，提供了一些非常有用的輔助類來幫助我們進行并發編程，比如CountDownLatch，CyclicBarrier和Semaphore，今天我們就來學習一下這三個輔助類的用法。 　　以下是本文目錄大綱： 　　一.CountDownLatch用法 　　二.CyclicBarrier用法 　　三.Semaphore用法 　　若有不正之處請多多諒解，并歡迎批評指正。 　　請尊重作者勞動成果，轉載請標明原文鏈接： 　　http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920397.html ## 一.CountDownLatch用法 　　CountDownLatch類位于java.util.concurrent包下，利用它可以實現類似計數器的功能。比如有一個任務A，它要等待其他4個任務執行完畢之后才能執行，此時就可以利用CountDownLatch來實現這種功能了。 　　CountDownLatch類只提供了一個構造器： `public CountDownLatch(int count) { }; //參數count為計數值` ?　　然后下面這3個方法是CountDownLatch類中最重要的方法： ~~~ public void await() throws InterruptedException { }; //調用await()方法的線程會被掛起，它會等待直到count值為0才繼續執行 public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //和await()類似，只不過等待一定的時間后count值還沒變為0的話就會繼續執行 public void countDown() { }; //將count值減1 ~~~ ?　　下面看一個例子大家就清楚CountDownLatch的用法了： ~~~ public class Test { public static void main(String[] args) { final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2); new Thread(){ public void run() { try { System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在執行"); Thread.sleep(3000); System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"執行完畢"); latch.countDown(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }; }.start(); new Thread(){ public void run() { try { System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在執行"); Thread.sleep(3000); System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"執行完畢"); latch.countDown(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }; }.start(); try { System.out.println("等待2個子線程執行完畢..."); latch.await(); System.out.println("2個子線程已經執行完畢"); System.out.println("繼續執行主線程"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } ~~~ ?　　執行結果： ~~~ 線程Thread-0正在執行 線程Thread-1正在執行 等待2個子線程執行完畢... 線程Thread-0執行完畢 線程Thread-1執行完畢 2個子線程已經執行完畢 繼續執行主線程 ~~~ ## 二.CyclicBarrier用法 　　字面意思回環柵欄，通過它可以實現讓一組線程等待至某個狀態之后再全部同時執行。叫做回環是因為當所有等待線程都被釋放以后，CyclicBarrier可以被重用。我們暫且把這個狀態就叫做barrier，當調用await()方法之后，線程就處于barrier了。 　　CyclicBarrier類位于java.util.concurrent包下，CyclicBarrier提供2個構造器： ~~~ public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) { } public CyclicBarrier(int parties) { } ~~~ 　　參數parties指讓多少個線程或者任務等待至barrier狀態；參數barrierAction為當這些線程都達到barrier狀態時會執行的內容。 　　然后CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法，它有2個重載版本： ~~~ public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException { }; public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException { }; ~~~ ?　　第一個版本比較常用，用來掛起當前線程，直至所有線程都到達barrier狀態再同時執行后續任務； 　　第二個版本是讓這些線程等待至一定的時間，如果還有線程沒有到達barrier狀態就直接讓到達barrier的線程執行后續任務。 　　下面舉幾個例子就明白了： 　　假若有若干個線程都要進行寫數據操作，并且只有所有線程都完成寫數據操作之后，這些線程才能繼續做后面的事情，此時就可以利用CyclicBarrier了： ~~~ public class Test { public static void main(String[] args) { 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("線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在寫入數據..."); try { Thread.sleep(5000); //以睡眠來模擬寫入數據操作 System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢"); cyclicBarrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }catch(BrokenBarrierException e){ e.printStackTrace(); } System.out.println("所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務..."); } } } ~~~ ?　　執行結果：   ~~~ 線程Thread-0正在寫入數據... 線程Thread-3正在寫入數據... 線程Thread-2正在寫入數據... 線程Thread-1正在寫入數據... 線程Thread-2寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-0寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-3寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-1寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... 所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... 所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... 所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... ~~~ 　　從上面輸出結果可以看出，每個寫入線程執行完寫數據操作之后，就在等待其他線程寫入操作完畢。 　　當所有線程線程寫入操作完畢之后，所有線程就繼續進行后續的操作了。 　　如果說想在所有線程寫入操作完之后，進行額外的其他操作可以為CyclicBarrier提供Runnable參數： ~~~ public class Test { public static void main(String[] args) { int N = 4; CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N,new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("當前線程"+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("線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在寫入數據..."); try { Thread.sleep(5000); //以睡眠來模擬寫入數據操作 System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢"); cyclicBarrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }catch(BrokenBarrierException e){ e.printStackTrace(); } System.out.println("所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務..."); } } } ~~~ ?　　運行結果：   ~~~ 線程Thread-0正在寫入數據... 線程Thread-1正在寫入數據... 線程Thread-2正在寫入數據... 線程Thread-3正在寫入數據... 線程Thread-0寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-1寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-2寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-3寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 當前線程Thread-3 所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... 所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... 所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... 所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... ~~~  　　從結果可以看出，當四個線程都到達barrier狀態后，會從四個線程中選擇一個線程去執行Runnable。 ?　　下面看一下為await指定時間的效果： ~~~ public class Test { public static void main(String[] args) { int N = 4; CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N); for(int i=0;i<N;i++) { if(i<N-1) new Writer(barrier).start(); else { try { Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } 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("線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在寫入數據..."); try { Thread.sleep(5000); //以睡眠來模擬寫入數據操作 System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢"); try { cyclicBarrier.await(2000, TimeUnit.MILLISECONDS); } catch (TimeoutException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }catch(BrokenBarrierException e){ e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務..."); } } } ~~~ ?　　執行結果： ~~~ 線程Thread-0正在寫入數據... 線程Thread-2正在寫入數據... 線程Thread-1正在寫入數據... 線程Thread-2寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-0寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-1寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-3正在寫入數據... java.util.concurrent.TimeoutException Thread-1所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... Thread-0所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source) at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source) at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58) java.util.concurrent.BrokenBarrierException at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source) at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source) at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58) java.util.concurrent.BrokenBarrierException at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source) at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source) at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58) Thread-2所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... java.util.concurrent.BrokenBarrierException 線程Thread-3寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source) at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source) at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58) Thread-3所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... ~~~  　　上面的代碼在main方法的for循環中，故意讓最后一個線程啟動延遲，因為在前面三個線程都達到barrier之后，等待了指定的時間發現第四個線程還沒有達到barrier，就拋出異常并繼續執行后面的任務。 　　另外CyclicBarrier是可以重用的，看下面這個例子： ~~~ public class Test { public static void main(String[] args) { int N = 4; CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N); for(int i=0;i<N;i++) { new Writer(barrier).start(); } try { Thread.sleep(25000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("CyclicBarrier重用"); 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("線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在寫入數據..."); try { Thread.sleep(5000); //以睡眠來模擬寫入數據操作 System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢"); cyclicBarrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }catch(BrokenBarrierException e){ e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務..."); } } } ~~~ ?　　執行結果： ~~~ 線程Thread-0正在寫入數據... 線程Thread-1正在寫入數據... 線程Thread-3正在寫入數據... 線程Thread-2正在寫入數據... 線程Thread-1寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-3寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-2寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-0寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 Thread-0所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... Thread-3所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... Thread-1所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... Thread-2所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... CyclicBarrier重用 線程Thread-4正在寫入數據... 線程Thread-5正在寫入數據... 線程Thread-6正在寫入數據... 線程Thread-7正在寫入數據... 線程Thread-7寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-5寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-6寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 線程Thread-4寫入數據完畢，等待其他線程寫入完畢 Thread-4所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... Thread-5所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... Thread-6所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... Thread-7所有線程寫入完畢，繼續處理其他任務... ~~~ 　　從執行結果可以看出，在初次的4個線程越過barrier狀態后，又可以用來進行新一輪的使用。而CountDownLatch無法進行重復使用。 ## 三.Semaphore用法 　　Semaphore翻譯成字面意思為 信號量，Semaphore可以控同時訪問的線程個數，通過 acquire() 獲取一個許可，如果沒有就等待，而 release() 釋放一個許可。 　　Semaphore類位于java.util.concurrent包下，它提供了2個構造器： 　　 ~~~ public Semaphore(int permits) { //參數permits表示許可數目，即同時可以允許多少線程進行訪問 sync = new NonfairSync(permits); } public Semaphore(int permits, boolean fair) { //這個多了一個參數fair表示是否是公平的，即等待時間越久的越先獲取許可 sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits); } ~~~ ?　　下面說一下Semaphore類中比較重要的幾個方法，首先是acquire()、release()方法： ~~~ public void acquire() throws InterruptedException { } //獲取一個許可 public void acquire(int permits) throws InterruptedException { } //獲取permits個許可 public void release() { } //釋放一個許可 public void release(int permits) { } //釋放permits個許可 ~~~ 　　acquire()用來獲取一個許可，若無許可能夠獲得，則會一直等待，直到獲得許可。 　　release()用來釋放許可。注意，在釋放許可之前，必須先獲獲得許可。 　　這4個方法都會被阻塞，如果想立即得到執行結果，可以使用下面幾個方法： ~~~ public boolean tryAcquire() { }; //嘗試獲取一個許可，若獲取成功，則立即返回true，若獲取失敗，則立即返回false public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //嘗試獲取一個許可，若在指定的時間內獲取成功，則立即返回true，否則則立即返回false public boolean tryAcquire(int permits) { }; //嘗試獲取permits個許可，若獲取成功，則立即返回true，若獲取失敗，則立即返回false public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //嘗試獲取permits個許可，若在指定的時間內獲取成功，則立即返回true，否則則立即返回false ~~~ ?　　另外還可以通過availablePermits()方法得到可用的許可數目。 　　下面通過一個例子來看一下Semaphore的具體使用： 　　假若一個工廠有5臺機器，但是有8個工人，一臺機器同時只能被一個工人使用，只有使用完了，其他工人才能繼續使用。那么我們就可以通過Semaphore來實現： ~~~ public class Test { public static void main(String[] args) { int N = 8; //工人數 Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //機器數目 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+"占用一個機器在生產..."); Thread.sleep(2000); System.out.println("工人"+this.num+"釋放出機器"); semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } ~~~ ??　　執行結果：   ~~~ 工人0占用一個機器在生產... 工人1占用一個機器在生產... 工人2占用一個機器在生產... 工人4占用一個機器在生產... 工人5占用一個機器在生產... 工人0釋放出機器 工人2釋放出機器 工人3占用一個機器在生產... 工人7占用一個機器在生產... 工人4釋放出機器 工人5釋放出機器 工人1釋放出機器 工人6占用一個機器在生產... 工人3釋放出機器 工人7釋放出機器 工人6釋放出機器 ~~~ 　　下面對上面說的三個輔助類進行一個總結： 　　1）CountDownLatch和CyclicBarrier都能夠實現線程之間的等待，只不過它們側重點不同： 　　　　CountDownLatch一般用于某個線程A等待若干個其他線程執行完任務之后，它才執行； 　　　　而CyclicBarrier一般用于一組線程互相等待至某個狀態，然后這一組線程再同時執行； 　　　　另外，CountDownLatch是不能夠重用的，而CyclicBarrier是可以重用的。 　　2）Semaphore其實和鎖有點類似，它一般用于控制對某組資源的訪問權限。 　　參考資料： 　　《Java編程思想》 　　[http://www.itzhai.com/the-introduction-and-use-of-a-countdownlatch.html](http://www.itzhai.com/the-introduction-and-use-of-a-countdownlatch.html) 　　[http://leaver.me/archives/3220.html](http://leaver.me/archives/3220.html) 　　[http://developer.51cto.com/art/201403/432095.htm](http://developer.51cto.com/art/201403/432095.htm) 　　[http://blog.csdn.net/yanhandle/article/details/9016329](http://blog.csdn.net/yanhandle/article/details/9016329) 　　[http://blog.csdn.net/cutesource/article/details/5780740](http://blog.csdn.net/cutesource/article/details/5780740) 　　[http://www.cnblogs.com/whgw/archive/2011/09/29/2195555.html](http://www.cnblogs.com/whgw/archive/2011/09/29/2195555.html)