Java并发包提供了三个类，处理并发线程：CountdownLatch、Semaphore、CyclicBarrier。

1. CountDownLatch

1.1 描述

• 中文含义"门栓"，当指定数量的线程全部执行完毕后，主线程才继续向后执行。
• countDownLatch是一个一次性计数器，初始化需设置一个计数器的值。
• 调用await方法可阻塞当前线程。
• 调用一次countDown方法，计数器减1，当计数器减到0后，await方法阻塞的线程，继续向下执行。

1.2 业务场景

某个业务场景，程序需要分成很多线程一起执行，当全部子任务执行完成后(每个任务执行完，执行一次countDown，让计数器减1)，再继续执行主程序后续的操作。

如并行计算，处理的数据量很大，将任务拆分成多个子任务，等所有子任务都完成后，父任务再拿到所有自认为的运算结果进行汇总。

1.3 代码

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {AtomicInteger result=new AtomicInteger(0);int count=5;CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(5);for(int i=0;i<count;i++){new Thread(() -> {try {//业务逻辑...result.addAndGet(10);System.out.println(Thread.currentThread());}catch (Exception e){e.printStackTrace();}finally {//保证计数器能顺利减1，否则父线程将一直阻塞countDownLatch.countDown();}}).start();}//阻塞，等待计数器减为0countDownLatch.await();System.out.println("执行结果："+result);
}

执行结果：

Thread[Thread-0,5,main]
Thread[Thread-1,5,main]
Thread[Thread-2,5,main]
Thread[Thread-3,5,main]
Thread[Thread-4,5,main]
执行结果：50

2. CyclicBarrier

2.1 说明

• 中文含义"栅栏"，多个线程互相等待，只要有一个线程没完成(没到屏障点)，所有线程都等待。
• 调用await方法的线程告诉CyclicBarrier自己已经到达同步点，然后当前线程被阻塞。直到parties个参与线程调用了await方法，则全部阻塞的线程一起执行阻塞后面的代码。
• 父线程不会阻塞。

核心方法：

• 等待：await()

2.2 应用

2.3 代码

public class CyclicBarrierTest {/*** 执行数量5，配置执行后回调线程*/public static CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(5,() -> {System.out.println("----------满足要求 call back thread----------");});public static void main(String[] args) throws Exception{for(int i=0;i<5;i++){new Thread(()->{try {System.out.println("进入线程："+Thread.currentThread());Thread.sleep(Long.valueOf(new Random().nextInt(3000)));System.out.println("线程前置方法执行结束："+Thread.currentThread());//await会导致当前线程阻塞，当调用次数达到设置的值时，所有阻塞的线程将全部执行cyclicBarrier.await();System.out.println("满足条件，离开线程："+Thread.currentThread());}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}).start();}//父线程并不会阻塞System.out.println("主线程结束");}
}

执行结果：

主线程结束
进入线程：Thread[Thread-3,5,main]
进入线程：Thread[Thread-0,5,main]
进入线程：Thread[Thread-2,5,main]
进入线程：Thread[Thread-1,5,main]
进入线程：Thread[Thread-4,5,main]
线程前置方法执行结束：Thread[Thread-1,5,main]
线程前置方法执行结束：Thread[Thread-4,5,main]
线程前置方法执行结束：Thread[Thread-0,5,main]
线程前置方法执行结束：Thread[Thread-3,5,main]
线程前置方法执行结束：Thread[Thread-2,5,main]
----------满足要求 call back thread----------
满足条件，离开线程：Thread[Thread-2,5,main]
满足条件，离开线程：Thread[Thread-1,5,main]
满足条件，离开线程：Thread[Thread-4,5,main]
满足条件，离开线程：Thread[Thread-0,5,main]
满足条件，离开线程：Thread[Thread-3,5,main]

3. Semaphore

3.1 说明

• 中文含义”信号量“，保证同一批并发线程，最多同时执行的线程数，防止同时执行的线程过多。
• 限制最多可以有几个线程进来，超过最大线程数，新进来的线程可以选择等待，或者离开，如执行中的线程有结束的，则等待中的线程会自动加入到执行队列中，执行后续操作。
• 可一次获取多个许可

核心方法：

• 获取权限：acquire()
• 释放权限：release()

3.2 应用

特别适用于要求一个并发任务最多有几个线程执行的情况。

3.3 代码

3.1.1 获取一个许可

public static void main(String[] args) {//最多允许2个线程执行Semaphore semaphore=new Semaphore(2);for(int i=0;i<3;i++){new Thread(()->{try {//获取许可semaphore.acquire();//执行业务操作...System.out.println(Thread.currentThread()+"----拿到许可"+LocalTime.now()); Thread.sleep(Long.valueOf(new Random().nextInt(3000)));//释放许可semaphore.release();System.out.println(Thread.currentThread()+"----释放许可"+LocalTime.now()); }catch (Exception e){e.printStackTrace();}}).start();}System.out.println("执行结束");
}

执行结果：

执行结束
Thread[Thread-0,5,main]----拿到许可13:12:49.252
Thread[Thread-1,5,main]----拿到许可13:12:49.252
Thread[Thread-1,5,main]----释放许可13:12:49.906
Thread[Thread-2,5,main]----拿到许可13:12:49.906
Thread[Thread-2,5,main]----释放许可13:12:49.980
Thread[Thread-0,5,main]----释放许可13:12:51.535

3.1.2 获取多个许可

public static void main(String[] args) {//最多允许4个线程执行Semaphore semaphore=new Semaphore(4);for(int i=0;i<3;i++){new Thread(()->{try {//获取两个许可semaphore.acquire(2);//执行业务操作...System.out.println(Thread.currentThread()+"----拿到许可"+LocalTime.now()); Thread.sleep(Long.valueOf(new Random().nextInt(3000)));//释放两个许可semaphore.release(2);System.out.println(Thread.currentThread()+"----释放许可"+LocalTime.now()); }catch (Exception e){e.printStackTrace();}}).start();}System.out.println("执行结束");
}

执行结果：

执行结束
Thread[Thread-1,5,main]----拿到许可13:10:32.917
Thread[Thread-0,5,main]----拿到许可13:10:32.917
Thread[Thread-1,5,main]----释放许可13:10:33.208
Thread[Thread-2,5,main]----拿到许可13:10:33.208
Thread[Thread-2,5,main]----释放许可13:10:35.031
Thread[Thread-0,5,main]----释放许可13:10:35.491

3.1.3 尝试获取许可

public static void main(String[] args) {//最多允许2个线程执行Semaphore semaphore=new Semaphore(2);for(int i=0;i<5;i++){new Thread(()->{try {//获取许可if(semaphore.tryAcquire()){//执行业务操作...System.out.println(Thread.currentThread()+"----拿到许可"+LocalTime.now()); Thread.sleep(100);//释放许可semaphore.release();System.out.println(Thread.currentThread()+"----释放许可"+LocalTime.now()); }else{System.out.println(Thread.currentThread()+"----"+"未获取许可，放弃"+LocalTime.now());}}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}).start();}System.out.println("执行结束");
}

执行结果：

执行结束
Thread[Thread-4,5,main]----未获取许可，放弃13:22:01.626
Thread[Thread-2,5,main]----未获取许可，放弃13:22:01.626
Thread[Thread-1,5,main]----拿到许可13:22:01.626
Thread[Thread-3,5,main]----未获取许可，放弃13:22:01.626
Thread[Thread-0,5,main]----拿到许可13:22:01.626
Thread[Thread-0,5,main]----释放许可13:22:01.727
Thread[Thread-1,5,main]----释放许可13:22:01.727

3.1.4 指定时间内尝试获取许可

public static void main(String[] args) {//最多允许2个线程执行Semaphore semaphore=new Semaphore(2);for(int i=0;i<5;i++){new Thread(()->{try {//获取许可if(semaphore.tryAcquire(1, TimeUnit.SECONDS)){//执行业务操作...System.out.println(Thread.currentThread()+"----"+LocalTime.now()+"----拿到许可"); Thread.sleep(Long.valueOf(new Random().nextInt(3000)));//释放许可semaphore.release();System.out.println(Thread.currentThread()+"----"+LocalTime.now()+"----释放许可"); }else{System.out.println(Thread.currentThread()+"----"+LocalTime.now()+"----1秒内未获取许可，放弃");}}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}).start();}System.out.println("执行结束");
}

执行结果：

执行结束
Thread[Thread-3,5,main]----13:24:29.752----拿到许可
Thread[Thread-2,5,main]----13:24:29.752----拿到许可
Thread[Thread-2,5,main]----13:24:30.088----释放许可
Thread[Thread-0,5,main]----13:24:30.088----拿到许可
Thread[Thread-4,5,main]----13:24:30.732----1秒内未获取许可，放弃
Thread[Thread-1,5,main]----13:24:30.733----1秒内未获取许可，放弃
Thread[Thread-3,5,main]----13:24:31.929----释放许可
Thread[Thread-0,5,main]----13:24:32.340----释放许可

4. 补充(引用其他网友)

• CountDownLatch和CyclicBarrier区别：

  CountDownLatch和CyclicBarrier都有让多个线程等待同步然后再开始下一步动作的意思，但是CountDownLatch的下一步的动作实施者是主线程，具有不可重复性；
  而CyclicBarrier的下一步动作实施者还是“其他线程”本身

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