Java并发-Semaphore & CountDownLatch & CyclicBarrier

• Semaphore，俗称信号量，它是操作系统中PV操作（P表示通过；V表示释放）的原语在java的实现，它也是基于AbstractQueuedSynchronizer实现的，可以用于做流量控制，特别是公用资源有限的应用场景
  • acquire() 表示阻塞并获取许可
  • tryAcquire() 方法在没有许可的情况下会立即返回 false，要获取许可的线程不会阻塞
  • release() 表示释放许可
  • int availablePermits()：返回此信号量中当前可用的许可证数
  • int getQueueLength()：返回正在等待获取许可证的线程数
  • boolean hasQueuedThreads()：是否有线程正在等待获取许可证
  • void reducePermit(int reduction)：减少 reduction 个许可证
  • Collection getQueuedThreads()：返回所有等待获取许可证的线程集合
• CountDownLatch（闭锁）是一个同步协助类，允许一个或多个线程等待，直到其他线程完成操作集
  • CountDownLatch使用给定的计数值（count）初始化。await方法会阻塞直到当前的计数值（count）由于countDown方法的调用达到0，count为0之后所有等待的线程都会被释放，并且随后对await方法的调用都会立即返回。这是一个一次性现象 —— count不会被重置。如果你需要一个重置count的版本，那么请考虑使用CyclicBarrier
  • 底层基于 AbstractQueuedSynchronizer 实现，CountDownLatch 构造函数中指定的count直接赋给AQS的state；每次countDown()则都是release(1)减1，最后减到0时unpark阻塞线程；这一步是由最后一个执行countdown方法的线程执行的
  • 调用await()方法时，当前线程就会判断state属性是否为0，如果为0，则继续往下执行，如果不为0，则使当前线程进入等待状态，直到某个线程将state属性置为0，其就会唤醒在await()方法中等待的线程
• Thread. join()： 的实现原理是不停检查join线程是否存活，如果 join 线程存活则让当前线程永远等待
• CyclicBarrier：字面意思回环栅栏（循环屏障），通过它可以实现让一组线程等待至某个状态（屏障点）之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后，CyclicBarrier可以被重用
  • CyclicBarrier 可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的场景
• CountDownLatch与CyclicBarrier的区别
  • CountDownLatch的计数器只能使用一次，而CyclicBarrier的计数器可以使用reset() 方法重置
  • CyclicBarrier还提供getNumberWaiting（可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量）、isBroken（用来知道阻塞的线程是否被中断）等方法
  • CountDownLatch会阻塞主线程，CyclicBarrier不会阻塞主线程，只会阻塞子线程
  • CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不同。CountDownLatch一般用于一个或多个线程，等待其他线程执行完任务后，再执行。CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行
  • CyclicBarrier 还可以提供一个 barrierAction，合并多线程计算结果
  • CyclicBarrier是通过ReentrantLock的"独占锁"和Conditon来实现一组线程的阻塞唤醒的，而CountDownLatch则是通过AQS的“共享锁”实现