同步方式
除了使用wait()/nitify()来实现同步之外，在java.util.concurrent包中还有几种进行同步的方式，如信号量、屏障、闭锁和交换器。
信号量Semaphore
对于synchronized和ReentrantLock，一次都只允许一个线程访问一个资源，而Semaphore却可以指定多个线程，同时访问某一个资源，主要作用就是控制并发的数量，并不能保证线程的安全性
Semaphore类内部继承AQS(AbstractQueuedSynchronizer)实现(使用的是共享锁)，提供了允许的最大数量，以及公平策略，默认是非公平的，可以控制某个资源被同时访问的任务数
信号量就是一个计数器，用来保护一个或多个共享资源的访问，如果线程要访问一个共享资源，必须先获得信号量，信号量内部计数器大于0，则计数器减一，允许访问这个共享资源，一旦达到0，就会对新线程进行阻塞；当线程用完某个共享资源时，信号量必须释放，计数器加一，以是其他线程能够访问共享资源
源码
java
// permits是初始化信号量个数，还可以调用release方法来动态的增加个数
public Semaphore(int permits) {
// 默认使用的是非公平策略
sync = new NonfairSync(permits);
}
public Semaphore(int permits, boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}可以使用信号量来进行限流，使用acquire()来获得许可，获得到许可之后，信号量的允许数量就减少一个，当全部被占用之后，就会阻塞，使用release()方法来释放
java
// 尝试获取一个许可，获取不到则返回false，不会进行阻塞
public boolean tryAcquire() {
return sync.nonfairTryAcquireShared(1) >= 0;
}
// 在指定时间内尝试获取1个许可，如果获取不到则返回false
public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}
// 获取信号量许可，允许被中断
public void acquire() throws InterruptedException {
// 获取一个信号量资源
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}
// 与acquire类似，只是不允许被中断
public void acquireUninterruptibly() {
sync.acquireShared(1);
}
// AQS中的方法
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
// 调用Sync子类方法尝试获取
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
// 获取失败则放入阻塞队列
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
// 释放信号量资源
public void release() {
sync.releaseShared(1);
}
// AQS中的方法
public final boolean releaseShared(int arg) {
if (tryReleaseShared(arg)) { // 调用sync的方法来尝试释放资源
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}
protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
for (;;) {
// 获取当前信号量值
int current = getState();
// 信号量+所释放的值
int next = current + releases;
// 溢出
if (next < current) // overflow
throw new Error("Maximum permit count exceeded");
if (compareAndSetState(current, next)) // 更新信号量值
return true;
}
}
// 获取当前可用的许可数，但是许可的数量可能在实时的改变，并不是固定的数量，一般用于调试
public int availablePermits() {
return sync.getPermits();
}
// 获取并返回立即可用的所有许可个数，并将可用许可置为0
public int drainPermits() {
return sync.drainPermits();
}
// 获取等待许可的线程个数
public final int getQueueLength() {
return sync.getQueueLength();
}
// 判断有没有线程在等待许可
public final boolean hasQueuedThreads() {
return sync.hasQueuedThreads();
}如果不想在获取的时候进行阻塞，可以使用tryAcquire()方法来尝试获取许可
非公平策略
java
static final class NonfairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = -2694183684443567898L;
NonfairSync(int permits) {
// 父类Sync构造器为setState(permits);
super(permits);
}
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return nonfairTryAcquireShared(acquires);
}
}
final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
for (;;) {
// 获取当前信号量
int available = getState();
// 计算剩余值
int remaining = available - acquires;
// 没有剩余值或者cas操作成功，则返回
if (remaining < 0 ||
compareAndSetState(available, remaining))
return remaining;
}
}公平策略
java
static final class FairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = 2014338818796000944L;
FairSync(int permits) {
super(permits);
}
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
for (;;) {
// 查看队列中是否有等待的
if (hasQueuedPredecessors())
return -1;
int available = getState();
int remaining = available - acquires;
if (remaining < 0 ||
compareAndSetState(available, remaining))
return remaining;
}
}
}
java
public boolean tryAcquire() {
return sync.nonfairTryAcquireShared(1) >= 0;
}
public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}可以将信号量看做是一个有界的阻塞容器
示例
java
public class TestSemaphore {
public static void main(String[] args) {
UseSemaphore useSemaphore = new UseSemaphore();
for(int i = 0; i< 60;i++){
ThreadP threadP = new ThreadP(useSemaphore);
threadP.start();
}
for(int i = 0; i< 60;i++){
ThreadC threadC = new ThreadC(useSemaphore);
threadC.start();
}
}
// 生产者线程
static class ThreadP extends Thread{
UseSemaphore useSemaphore;
public ThreadP(UseSemaphore useSemaphore){
super();
this.useSemaphore = useSemaphore;
}
@Override
public void run() {
useSemaphore.put();
}
}
// 消费者线程
static class ThreadC extends Thread{
UseSemaphore useSemaphore;
public ThreadC(UseSemaphore useSemaphore){
super();
this.useSemaphore = useSemaphore;
}
@Override
public void run() {
useSemaphore.poll();
}
}
static class UseSemaphore{
private volatile Semaphore consumerSemaphore = new Semaphore(20); // 消费者
private volatile Semaphore producerSemaphore = new Semaphore(5); // 生产者
private volatile ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private volatile Condition consumerCondition = lock.newCondition();
private volatile Condition producerCondition = lock.newCondition();
private volatile Object[] store = new Object[10]; // 可存储的商品数量
// 是否已空
private boolean isEmpty(){
boolean isEmpty = true;
for(int i = 0;i < store.length;i++){
if(store[i] != null){
isEmpty = false;
break;
}
}
return isEmpty;
}
// 是否已满
private boolean isFull(){
boolean isFull = true;
for(int i = 0;i < store.length;i++){
if(store[i] == null){
isFull = false;
break;
}
}
return isFull;
}
// 生产
public void put(){
try{
producerSemaphore.acquire();
lock.lock();
while (isFull()){
System.out.println("仓库已满，生产者在等待生产");
producerCondition.await();
}
for(int i = 0;i<store.length;i++){
if(store[i] == null){
store[i] = "商品"+ UUID.randomUUID().toString();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "生产了"+store[i]);
break;
}
}
consumerCondition.signalAll();
lock.unlock();
} catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
} finally {
producerSemaphore.release();
}
}
// 消费
public void poll(){
try{
consumerSemaphore.acquire();
lock.lock();
while (isEmpty()){
System.out.println("仓库没货了，消费者在等待商品");
consumerCondition.await();
}
for(int i = 0;i<store.length;i++){
if(store[i] != null){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费了商品"+store[i]);
store[i] = null;
break;
}
}
producerCondition.signalAll();
lock.unlock();
} catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
} finally {
consumerSemaphore.release();
}
}
}
}闭锁CountDownLatch
一个或多个线程使其在某个条件成熟后再执行
CountDownLatch类内部继承AQS(AbstractQueuedSynchronizer)实现(使用的是共享锁)，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，允许一个或多个线程一直等待，内部提供了一个计数器count，判断count计数不为0时则调用了await()的线程呈wait状态，也就是在屏障处等待，提供了countDown方法使得计数器减一，直到计数器为0表示条件成熟，此时所有调用await方法而阻塞的线程都会被唤醒
在完成某些运算时，只有其他所有线程全部完成运算时，当前运算才会继续，但是当闭锁打开之后就只能保持打开的方式，不可以再次闭合，用来确保某个运算在其他运算之后
就像是一个门闩，门打开之前所有的线程都被阻断，一旦大门打开，所有的线程都将通过，且不能再次闭合
如：确保某个服务在其依赖的所有服务都已经启动后才启动
采用共享锁来实现
源码
闭锁状态是一个计数器，初始为正数，表示需要等待事件的数量。countDown()递减计数器，await()等待计数器达到0，表示所有需要等待的事件都已经发生了，如果计数器非0，会一直阻塞到计数器值为0。
java
// CountDownLatch中持有的是共享锁
public class CountDownLatch {
/**
* Synchronization control For CountDownLatch.
* Uses AQS state to represent count.
*/
private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;
// 计数count无法被重置，只会进行减法操作
Sync(int count) {
setState(count);
}
int getCount() {
return getState();
}
// 尝试获取锁
// 负数：当前线程获取失败
// 零：当前线程获取成功，但是后续的线程不能再获取了
// 正数：当前线程获取成功，后续线程还可以获取
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
// Decrement count; signal when transition to zero
// 循环进行CAS，直到完成减一操作
for (;;) {
int c = getState();
// 如果当前状态为0，则直接返回
if (c == 0)
return false;
// 使用CAS让计算器减一
int nextc = c-1;
if (compareAndSetState(c, nextc))
return nextc == 0;
}
}
}
// CountDownLatch中的队列同步器
private final Sync sync;
// 这个数就是线程需要等待完成的操作数目
public CountDownLatch(int count) {
if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
this.sync = new Sync(count);
}
// 需要等待其他事件在完成时调用，获取共享锁，判断count是否为0，如果不为0则等待，减到0时，等待的线程继续运行
public void await() throws InterruptedException {
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}
// 每个被等待的事件在完成时调用，释放共享锁
// 计算器的值count减一
public void countDown() {
sync.releaseShared(1);
}
// 获取当前计数值
public long getCount() {
return sync.getCount();
}
}
// AbstractQueuedSynchronizer中的acquireSharedInterruptibly
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
// (getState() == 0) ? 1 : -1 state初始值为所传入的count，所以在countDown调用之前都是大于0的
// 如果state等于0，则会直接返回，否则的话就会阻塞
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
// AQS中的方法，释放共享锁
public final boolean releaseShared(int arg) {
// sync中重写的tryReleaseShared
if (tryReleaseShared(arg)) {
// AQS释放资源
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}
// AbstractQueuedSynchronizer中的doAcquireSharedInterruptibly
private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
// Node.SHARED 为共享锁模式
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
// 检查当前节点的前驱结点是不是头节点
if (p == head) {
// 尝试获取锁
int r = tryAcquireShared(arg);
if (r >= 0) {
// 设置头节点并且唤醒后继节点，调用doReleaseShared方法
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return;
}
}
// 检查线程是否被阻塞
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}示例
java
public class TestCountDownLatch {
public static void main(String[] args) {
// CountDownLatch内部存在一个计数器，声明数量5
// countDown方法对计数器进行减一操作，await方法会一直阻塞到计数器为0
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5);
LatchDemo latchDemo = new LatchDemo(latch);
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0;i<5;i++){
new Thread(latchDemo).start();
}
try {
// 阻塞一直到减至0时
latch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("累计耗时"+(System.currentTimeMillis() - start));
}
}
class LatchDemo implements Runnable{
private CountDownLatch latch;
public LatchDemo(CountDownLatch latch){
this.latch = latch;
}
@Override
public void run() {
try{
for(int i = 0;i<10;i++){
System.out.println(i);
}
} finally {
// 减一表示完成
latch.countDown();
}
}
}当一个线程要等待某些操作先执行完时，需要调用await()方法，这个方法让线程进入休眠直到等待的所有操作都完成，当某一个操作完成后，调用countDown()方法将CountDownLatch类内部计数器减1，当计数器变成0时，CountDownLatch类将唤醒所有调用await()方法而进入休眠的线程
场景
如模拟并发，启动100个线程同时访问某一个地址，同时并发，可以使用CountDownLatch
屏障CyclicBarrier
可循环使用的屏障
CyclicBarrier类是借助ReentrantLock和Condition来实现的，提供了屏障的实现，允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点，才会进行后续任务。屏障可以看做是一个篱栅，必须等待达到一定数量的人来推开这个篱栅(只有当线程数量足够时才可以继续进行)，barrier在释放等待线程后可以重用
CyclicBarrier具有屏障重置性，parties的值可以重置归0
源码
java
/** The lock for guarding barrier entry */
// 同步操作锁
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
/** Condition to wait on until tripped */
// 线程拦截器
private final Condition trip = lock.newCondition();
/** The number of parties */
// 每次拦截的线程数
private final int parties;
/* The command to run when tripped */
// 换代前执行的任务，当count减为0时表示当前代结束，需要转到下一代，在转到下一代之前会将所有阻塞的线程唤醒，在唤醒所有线程之前会执行该任务
private final Runnable barrierCommand;
/** The current generation */
// 栅栏的当前代
private Generation generation = new Generation();
/**
* Number of parties still waiting. Counts down from parties to 0
* on each generation. It is reset to parties on each new
* generation or when broken.
*/
// 计数器，初始值为parties，每次await减一，直到为0
private int count;
// parties需要达到的数量
public CyclicBarrier(int parties) {
this(parties, null);
}
// 达到该数量时，执行该Runnable
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
this.parties = parties;
this.count = parties;
this.barrierCommand = barrierAction;
}当一个线程到达指定的点后，调用await()方法等待其他线程直到其他所有线程到达，当最后一个线程调用await()方法时，CyclicBarrier对象将唤醒所有在等待的线程，继续向后执行
java
// 到达屏障点调用await方法
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
try {
return dowait(false, 0L);
} catch (TimeoutException toe) {
throw new Error(toe); // cannot happen
}
}
private int dowait(boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
TimeoutException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
final Generation g = generation;
// broken记录当前屏障是否被打破
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
// 如果线程被中断，则会通过 breakBarrier 方法将 broken 设置为true，也就是说，如果有线程收到中断通知，直接就打破屏障，停止 CyclicBarrier， 并唤醒所有线程
if (Thread.interrupted()) {
breakBarrier();
throw new InterruptedException();
}
// 如果index==0，表示所有的线程都到了屏障点，此时执行初始化时传递的任务
int index = --count;
if (index == 0) { // tripped
boolean ranAction = false;
try {
final Runnable command = barrierCommand;
// 执行任务
if (command != null)
command.run();
ranAction = true;
// 激活其他因调用await方法而被阻塞的线程，并重置CyclicBarrier，转到下一代
nextGeneration();
return 0;
} finally {
// 确保在任务未成功执行能将所有线程唤醒
if (!ranAction)
breakBarrier();
}
}
// index != 0，说明当前不是最后一个线程调用await方法
// loop until tripped, broken, interrupted, or timed out
for (;;) {
try {
// 没有设置超时时间
if (!timed)
// 进行等待
trip.await();
// 设置了超时时间
else if (nanos > 0L)
nanos = trip.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException ie) {
// 条件等待被中断，则判断是否有其他线程已经使屏障破坏。若没有则进行屏障破坏处理，并抛出异常；否则再次中断当前线程
if (g == generation && ! g.broken) {
breakBarrier();
throw ie;
} else {
// We're about to finish waiting even if we had not
// been interrupted, so this interrupt is deemed to
// "belong" to subsequent execution.
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
// 如果线程因打破栅栏而被唤醒则抛出异常
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
// 如果线程因换代操作被唤醒则返回计数器的值
if (g != generation)
return index;
// 如果线程因时间到了被唤醒则打破栅栏抛出异常
if (timed && nanos <= 0L) {
breakBarrier();
throw new TimeoutException();
}
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
private void nextGeneration() {
// signal completion of last generation
// 唤醒条件队列所有线程
trip.signalAll();
// set up next generation
// 设置计数器的值为需要拦截的线程数
count = parties;
// 重新设置栅栏代次
generation = new Generation();
}getNumberWaiting
获取有几个线程已经达到了屏障点在进行等待
java
public int getNumberWaiting() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
return parties - count;
} finally {
lock.unlock();
}
}isBroken
查询此屏障是否处于损坏状态
java
public boolean isBroken() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
return generation.broken;
} finally {
lock.unlock();
}
}getParties
获取parties值
java
public int getParties() {
return parties;
}reset
重置屏障
java
public void reset() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
breakBarrier(); // break the current generation
nextGeneration(); // start a new generation
} finally {
lock.unlock();
}
}示例
java
public class TestCyclicBarrier {
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10);
CyclicBarrierDemo cyclicBarrierDemo = new CyclicBarrierDemo(cyclicBarrier,10);
for(int i = 0; i<10;i++){
new Thread(cyclicBarrierDemo).start();
}
}
static class CyclicBarrierDemo implements Runnable{
CyclicBarrier cyclicBarrier;
int taskSize;
volatile AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
public CyclicBarrierDemo(CyclicBarrier cyclicBarrier,int taskSize){
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
this.taskSize = taskSize;
}
@Override
public void run() {
count.incrementAndGet();
if(count.get() == taskSize * 0.3){
System.out.println("30%");
} else if(count.get() == taskSize * 0.5){
System.out.println("50%");
} else if(count.get() == taskSize){
System.out.println("100%");
}
try {
cyclicBarrier.await();
System.out.println("完成");
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}场景
等待并发线程结束
对比CountDownLatch
- CountDownLatch
- 一个线程或者多个线程，等待另一个线程或者多个线程完成某个事情之后才能继续执行，减法操作
- 只能触发一次
- 基本操作是countDown和await，调用await的线程会阻塞等待countDown被调用足够的次数
- CyclicBarrier
- 多个线程相互等待，任何一个线程完成之前，所有的线程都必须等待，加法操作
- 可重复使用
- 基本操作只有await，当所有的线程都调用了await，才会继续执行任务，并自动进行重置
移相器Phaser
Phaser类是对于CountDownLatch和CyclicBarrier的升级版本，把并发任务分成多个阶段运行，在下一阶段之前，当前阶段中的所有线程都必须执行完成，类似于可以设置多个屏障
适用于当我们有并发任务需要分解成几步执行，Phaser类机制是在每一步结束的位置对线程进行同步，当所有线程都完成这一步，才允许执行下一步
源码
一个Phaser对象有两种状态
- 活跃态Active ： 当存在参与同步的线程时，Phaser就是活跃的，并且在每个阶段结束的时候进行同步，在这种状态下
- 终止态Termination：当所有参与同步的线程都取消注册时，Phaser就处于终止状态，在这种状态下，Phaser没有任何参与者。当Phaser对象的onAdvance()方法返回true时，Phaser对象就处于终止状态了，当Phaser是终止态时，同步方法arriveAndAwaitAdvance()方法会立即返回，而不会做任何同步操作
java
// 通知phaser对象一个参与者已经完成了当前阶段，但是它不应该等待其他参与者都完成当前阶段，该方法不会与其他线程同步，直接执行后续代码 【慎用】
public int arrive() {
return doArrive(ONE_ARRIVAL);
}
// 在phaser阶段改变时会被自动执行，第一个参数是当前阶段数，第二个参数是注册参与者数量，如果返回false则表示phaser再继续执行，返回true表示phaser已经完成执行并进入终止态
// 可以重写该方法来自定义控制phaser的阶段改变
protected boolean onAdvance(int phase, int registeredParties) {
return registeredParties == 0;
}arriveAndAwaitAdvance
该方法类似于CountDownLatch类中的await方法，作用是当前线程已经达到屏障，在此等待一段时间，等条件满足后继续向下一个屏障执行
java
// 表示已完成了当前阶段
// 到达进行减一操作，会进行阻塞，等待其他线程到达
public int arriveAndAwaitAdvance() {
// Specialization of doArrive+awaitAdvance eliminating some reads/paths
final Phaser root = this.root;
for (;;) {
long s = (root == this) ? state : reconcileState();
int phase = (int)(s >>> PHASE_SHIFT);
if (phase < 0)
return phase;
int counts = (int)s;
int unarrived = (counts == EMPTY) ? 0 : (counts & UNARRIVED_MASK);
if (unarrived <= 0)
throw new IllegalStateException(badArrive(s));
if (UNSAFE.compareAndSwapLong(this, stateOffset, s,
s -= ONE_ARRIVAL)) {
if (unarrived > 1)
return root.internalAwaitAdvance(phase, null);
if (root != this)
return parent.arriveAndAwaitAdvance();
long n = s & PARTIES_MASK; // base of next state
int nextUnarrived = (int)n >>> PARTIES_SHIFT;
if (onAdvance(phase, nextUnarrived))
n |= TERMINATION_BIT;
else if (nextUnarrived == 0)
n |= EMPTY;
else
n |= nextUnarrived;
int nextPhase = (phase + 1) & MAX_PHASE;
n |= (long)nextPhase << PHASE_SHIFT;
if (!UNSAFE.compareAndSwapLong(this, stateOffset, s, n))
return (int)(state >>> PHASE_SHIFT); // terminated
releaseWaiters(phase);
return nextPhase;
}
}
}arriveAndDeregister
退出当前阶段，且当前阶段的parties-1，并且不会参与后续阶段
java
// 减少注册者的数目，通知phaser对象对应的线程已经完成了当前阶段，并且他不会参与到下一阶段的操作中
// 当前线程退出，并且parties-1
public int arriveAndDeregister() {
return doArrive(ONE_DEREGISTER);
}getPhase
获取已经到达第几个屏障
java
public final int getPhase() {
return (int)(root.state >>> PHASE_SHIFT);
}register
既然arriveAndDeregister可以动态的减少parties值，那么也就对应的可以动态的增加parties值
java
// 动态的增加parties值
// 将一个新的参与者注册到Phaser中，这个新的参与者将被当成没有执行完本阶段的线程，动态的parties+1
public int register() {
return doRegister(1);
}
// 将指定数目的参与者注册到Phaser中，所有这些参与者都将被当成没有执行完本阶段的线程
// 批量的进行新增parties值
public int bulkRegister(int parties) {
if (parties < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (parties == 0)
return getPhase();
return doRegister(parties);
}
// 获取注册的parties数量
public int getRegisteredParties() {
return partiesOf(state);
}getArrivedParties
java
// 获取已经到达的Parties数
public int getArrivedParties() {
return arrivedOf(reconcileState());
}
// 获取还未到达的Parties数
public int getUnarrivedParties() {
return unarrivedOf(reconcileState());
}awaitAdvance
如果传入阶段参数与当前阶段一致，这个方法会将当前线程置于休眠，直到这个阶段的所有参与者都运行完成，如果传入的阶段参数与当前阶段不一致，则立即返回
java
// 不可中断
public int awaitAdvance(int phase) {
final Phaser root = this.root;
long s = (root == this) ? state : reconcileState();
int p = (int)(s >>> PHASE_SHIFT);
if (phase < 0)
return phase;
if (p == phase)
return root.internalAwaitAdvance(phase, null);
return p;
}
// 可中断
public int awaitAdvanceInterruptibly(int phase)
throws InterruptedException {
final Phaser root = this.root;
long s = (root == this) ? state : reconcileState();
int p = (int)(s >>> PHASE_SHIFT);
if (phase < 0)
return phase;
if (p == phase) {
QNode node = new QNode(this, phase, true, false, 0L);
p = root.internalAwaitAdvance(phase, node);
if (node.wasInterrupted)
throw new InterruptedException();
}
return p;
}termination
java
// 取消阶段，线程执行各自代码，不在阻塞等待
public void forceTermination()
// 判断Phaser是否为销毁状态
public boolean isTerminated() {
return root.state < 0L;
}示例
java
public class TestPhaser {
public static Phaser phaser = new Phaser(3);
public static void main(String[] args) {
Runner runner = new Runner();
for(int i=0;i<3;i++){
Thread thread = new Thread(runner);
thread.start();
}
}
public static void method(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-A1 begin");
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-A1 end");
}
static class Runner implements Runnable{
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(10000));
TestPhaser.method();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}交换器Exchanger
Exchanger主要作用是可以使2个线程之间方便的互相通信，使两个线程之间传输数据，比wait/notify更加方便
Exchanger类用于两个线程交换数据，允许两个线程之间定义同步点，当两个线程都到达同步点时，它们交换数据结构，因此第一个线程的数据结构进入到第二个线程中，同时第二个线程的数据结构进入到第一次线程中(只能同步两个线程)，用于同步生产者和消费者的交换对象
源码
java
// 阻塞，被调用后等待其他线程来取得数据，如果没有其他线程取得数据，则一直阻塞等待
public V exchange(V x) throws InterruptedException {
Object v;
Object item = (x == null) ? NULL_ITEM : x; // translate null args
if ((arena != null ||
(v = slotExchange(item, false, 0L)) == null) &&
((Thread.interrupted() || // disambiguates null return
(v = arenaExchange(item, false, 0L)) == null)))
throw new InterruptedException();
return (v == NULL_ITEM) ? null : (V)v;
}示例
java
public class TestExchanger {
public static void main(String[] args) {
// 两个线程交换数据
Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();
ThreadA threadA = new ThreadA(exchanger);
ThreadB threadB = new ThreadB(exchanger);
threadA.start();
threadB.start();
}
static class ThreadA extends Thread{
private Exchanger<String> exchanger;
public ThreadA(Exchanger<String> exchanger){
super();
this.exchanger = exchanger;
}
@Override
public void run() {
try{
System.out.println("线程A中得到的线程B的值为"+exchanger.exchange("【线程A的值】"));
} catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
static class ThreadB extends Thread{
private Exchanger<String> exchanger;
public ThreadB(Exchanger<String> exchanger){
super();
this.exchanger = exchanger;
}
@Override
public void run() {
try{
System.out.println("线程B中得到的线程A的值为"+exchanger.exchange("【线程B的值】"));
} catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
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线程B中得到的线程A的值为【线程A的值】
线程A中得到的线程B的值为【线程B的值】本文由mdnice多平台发布