细谈CountDownLatch和CyclicBarrier

今天和大家探讨最近的面试题,好久没有面试了,所以在此记录一下。本篇文章主要讲解CyclicBarrier和CountDownLatch的知识。。

CountDownLatch

CountDownLatch是一种同步工具类,它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。CountDownLatch,它是由java.util.concurrent.CountDownLatch类实现的。

CountDownLatch的主要功能是提供一个计数器,初始化为一个正整数,表示需要等待的线程数量。当一个线程完成操作后,计数器会减一。当计数器减为零时,所有等待的线程都会被释放,然后继续执行后续操作。

举个栗子:

java 复制代码
import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
  
public class CountDownLatchExample {  
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
        final int totalThread = 5;//计数器  
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(totalThread);  
  
        for (int i = 0; i < totalThread; i++) {  
            new Thread(() -> {  
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getId() + "准备进入等待状态");  
                try {  
                    latch.await();  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getId() + "继续执行后续操作");  
            }).start();  
        }  
  
        // 主线程等待所有子线程完成操作  
        Thread.sleep(2000);  
        latch.countDown(); // 手动减少计数器  
    }  
}

代码翻译:我们创建了一个CountDownLatch实例,初始计数器为5,表示需要等待5个子线程完成操作。 然后我们创建5个子线程,每个子线程在进入等待状态之前都会打印一条消息,然后调用latch.await()方法等待其他子线程到达屏障点。

当所有子线程都到达屏障点后,主线程会继续执行后续操作。如果在调用await()方法时线程被中断或者CountDownLatch实例被破坏,那么会抛出InterruptedException异常。

CountDownLatch的优点是可以让一组线程互相等待,避免了忙等待和资源浪费的问题。同时,CountDownLatch也适用于多线程协作的场景,例如在分布式系统中用于控制各个节点的同步操作。

CyclicBarrier

CyclicBarrier,它是一种同步工具类,它允许一组线程互相等待,直到所有线程都达到某个公共屏障点。一旦所有线程都到达这个屏障点,它们就可以继续执行后续的操作。CyclicBarrier字面意思是循环的屏障,因为它可以重复使用,不像一次性使用的CountDownLatch

CyclicBarrier是由java.util.concurrent.CyclicBarrier类实现的。它提供了一个构造函数,可以接受一个整数参数,表示需要等待的线程数量。当线程到达屏障点时,它会被阻塞,直到所有其他线程都到达屏障点。一旦所有线程到达屏障点,它们都会被释放并继续执行。

再次举个栗子:

java 复制代码
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;  
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;  
  
public class CyclicBarrierExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        final int totalThread = 5;  
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(totalThread);  
  
        for (int i = 0; i < totalThread; i++) {  
            new Thread(() -> {  
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getId() + "准备进入屏障");  
                try {  
                    cyclicBarrier.await();  
                } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getId() + "通过屏障");  
            }).start();  
        }  
    }  
}

代码翻译:我们创建了一个CyclicBarrier实例,需要等待5个线程到达屏障点。

然后我们创建5个线程,每个线程在到达屏障点之前都会打印一条消息,然后调用cyclicBarrier.await()方法等待其他线程到达屏障点。

一旦所有线程都到达屏障点,它们就会被释放并打印一条消息表示它们已经通过屏障。如果在调用await()方法时线程被中断或者CyclicBarrier实例被破坏,那么会抛出InterruptedException或者BrokenBarrierException异常。

文章到这里就先结束了,感兴趣的可以订阅专栏哈,后续会继续分享相关的知识点。

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