常用的同步辅助类

CountDownLatch

`CountDownLatch` 的基本使用

CountDownLatch 通过一个计数器来跟踪某些操作的完成次数 。线程会被阻塞 ，直到计数器变为零 。一般来说，CountDownLatch 用于以下场景：

等待多个线程执行完成：例如，等待多个子线程完成任务后，主线程再继续执行。
并行任务的同步：确保一些任务在所有子任务完成之后才继续执行。

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public class CountDownLatchTest {
    public static void main(String[] args) {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行完毕");
                countDownLatch.countDown();
            }, "t" + i).start();
        }
        System.out.println("等待所有线程执行完毕");
    }
}

CountDownLatch ****的关键方法

await() ：使当前线程等待 ，直到计数器的值为零。该方法是阻塞的，线程会在此方法处被挂起，直到计数器的值减为 0。

`CountDownLatch` 的应用场景

等待多个线程完成任务：

- 比如，在一个任务分解为多个子任务的场景中，我们希望等所有的子任务完成后，再继续进行下一个步骤。CountDownLatch 就可以用来保证主线程等到所有子线程的任务完成后再继续执行。

并行任务的同步控制：

- 比如，某些操作必须等到多个任务执行完成后才能继续，CountDownLatch 可以确保这些任务完成后才继续处理。

启动多个线程并等待其完成：

- 比如，在并行处理的情况下，启动多个线程并在主线程中等待所有线程的完成，可以通过 CountDownLatch 来实现。

总之就是在某些场景下，必须等待一些线程完成后才能继续进行就可以使用这个 CountDownLatch****

CyclicBarrier

`CyclicBarrier` 的基本原理

CyclicBarrier 使得多个线程在执行某个任务时，必须等待其他线程到达屏障点。每当所有线程都到达屏障点时，CyclicBarrier 会让这些线程继续执行。可以理解为它提供了一种线程间的协作方式，多个线程在到达同步点时会被阻塞，直到所有线程都到达这个点。

与 CountDownLatch 不同，CyclicBarrier 是 可重用 的。CountDownLatch 一旦计数器变为零后就不能重用，而 CyclicBarrier 在每次屏障点通过后，可以重置为初始状态，允许进行下一轮的等待。

`CyclicBarrier` 的关键方法

await() ：每个线程调用此方法，表示该线程已经到达了屏障点并且等待其他线程的到达。调用 await() 方法的线程会被阻塞，直到所有线程都到达屏障点。

csharp 复制代码

public class CyclicBarrierTest {
    public static void main(String[] args) {
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7, () -> {
            System.out.println("集齐7颗龙珠，召唤神龙");
        });
        // 创建7个线程模拟收集龙珠
        for (int i = 1; i <= 7; i++) {
            final int tempInt = i;
            new Thread(() -> {
                try {
                    System.out.println("收集到第" + tempInt + "颗龙珠");
                    // 每个线程到达屏障时调用await
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

`CyclicBarrier` 的应用场景

并行任务的同步 ：比如你有多个线程并行执行任务，每个线程执行完任务后都需要等待其他线程完成某些操作再继续，CyclicBarrier 可以用来在这些线程之间同步操作。
分批执行的任务：多个任务被分成多个子任务并行处理，每次等待所有子任务完成后再进行下一轮操作。
分阶段执行 ：比如某个计算任务分为多个阶段，每个阶段都需要多个线程协作，CyclicBarrier 可以确保每个阶段的任务都在所有线程完成后同步进行

在这种情况下会发生死锁

总结

CyclicBarrier 是一个同步工具类，允许多个线程在执行任务时相互等待，直到所有线程都到达屏障点后才继续执行。
它是 可重用 的，并且适用于需要线程间在多个阶段同步执行的场景。
使用 CyclicBarrier 时需要注意可能的死锁问题，以及适当处理线程中断和屏障破坏的异常。

Semaphore

`Semaphore` 的基本原理

Semaphore 维护了一个许可证计数器。每当一个线程请求资源时，它尝试从 Semaphore 中获取一个许可证，如果计数器大于 0，则获取一个许可证并将计数器减 1；否则线程会被阻塞，直到有许可证可用。释放资源时，线程释放许可证，计数器加 1，其他等待的线程可以继续执行。

`Semaphore` 的关键方法

acquire() ：请求一个许可证。如果没有可用的许可证，当前线程会阻塞直到有许可证可用。

release() ：释放一个许可证，使得其他等待的线程能够获得许可。如果有线程在等待许可证，release() 会唤醒其中一个线程。

`Semaphore` 应用场景

限制并发线程数：通过限制某个资源的并发访问数量。例如，限制数据库连接池中最大连接数，或者限制网络带宽的并发访问。
访问控制：控制对某些资源（如文件、设备等）的并发访问，确保同时访问资源的线程数不会超过设定的阈值。
限流控制 ：在 Web 服务或 API 中，使用 Semaphore 可以实现对请求的并发数限制，从而防止服务器被过多请求压垮。

总结

一个加法计数器一个减法计数器一个信号量

特性	`Semaphore`	`CountDownLatch`	`CyclicBarrier`
主要功能	控制并发线程数，管理资源池	等待多个线程执行完毕，或者多个线程完成后继续执行	等待多个线程到达屏障点后继续执行
可重用性	可重用：允许多次获取和释放许可证	不可重用：计数器归零后不能重置	可重用：每次所有线程到达屏障后，可以重用
适用场景	控制并发访问共享资源	等待多个线程完成后统一执行某些操作	多阶段任务的同步，多个线程在不同阶段同步
阻塞与唤醒	线程通过 `acquire()` 获取许可，`release()` 释放许可	线程通过 `await()` 等待，`countDown()` 减少计数器	线程通过 `await()` 等待，所有线程到达后继续执行
常见用途	资源池管理，流量控制，限流	并行任务同步，启动多个线程后等待它们完成	分阶段同步，线程池等同步任务

常用的同步辅助类

CountDownLatch

CountDownLatch 的基本使用

CountDownLatch 的应用场景

CyclicBarrier

CyclicBarrier 的基本原理

CyclicBarrier 的关键方法

CyclicBarrier 的应用场景

总结