JUC重要辅助类(同步组件及锁)

一、CountDownLatch（计数器）

原理：
CountDownLatch主要有两个方法，当一个或多个线程调用await方法时，这些线程会阻塞。其它线程调用countDown方法会将计数器减1(调用countDown方法的线程不会阻塞)，当计数器的值变为0时，await方法阻塞的线程会被唤醒，继续执行。
代码：

/*** @Description:*  让一些线程阻塞直到另一些线程完成一系列操作后才被唤醒。* CountDownLatch主要有两个方法，当一个或多个线程调用await方法时，这些线程会阻塞。* 其它线程调用countDown方法会将计数器减1(调用countDown方法的线程不会阻塞)，* 当计数器的值变为0时，因await方法阻塞的线程会被唤醒，继续执行。* 解释：6个同学陆续离开教室后值班同学才可以关门。* main主线程必须要等前面6个线程完成全部工作后，自己才能开干 */
public class CountDownLatchDemo
{public static void main(String[] args) throws InterruptedException{CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);for (int i = 1; i <=6; i++) //6个上自习的同学，各自离开教室的时间不一致{new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 号同学离开教室");countDownLatch.countDown();}, String.valueOf(i)).start();}//计数器的值变为0时，因await方法阻塞的线程会被唤醒，继续执行。countDownLatch.await();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t****** 班长关门走人，main线程是班长");    }
}

CountDownLatch简单的说就是一个线程等待，直到他所等待的其他线程都执行完成并且调用countDown()方法发出通知后，当前线程才可以继续执行。

二、CyclicBarrier（循环栅栏）

原理：
CyclicBarrier 的字面意思是可循环（Cyclic）使用的屏障（Barrier）。它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续干活。线程进入屏障通过CyclicBarrier的await()方法。
代码：

/*** 粗俗理解:集齐7颗龙珠就可以召唤神龙*/
public class CyclicBarrierDemo
{private static final int NUMBER = 7;public static void main(String[] args){//CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(NUMBER, ()->{System.out.println("*****集齐7颗龙珠就可以召唤神龙");}) ;for (int i = 1; i <= 7; i++) {new Thread(() -> {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 星龙珠被收集 ");cyclicBarrier.await();} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}, String.valueOf(i)).start();}}
}

cyclicBarrier是所有线程都进行等待，直到所有线程都准备好进入await()方法之后，所有线程同时开始执行！

三、Semaphore（信号灯）

原理:
在信号量上我们定义两种操作：acquire（获取）当一个线程调用acquire操作时，它要么通过成功获取信号量（信号量减1），要么一直等下去，直到有线程释放信号量，或超时。 release（释放）实际上会将信号量的值加1，然后唤醒等待的线程。信号量主要用于两个目的，一个是用于多个共享资源的互斥使用，另一个用于并发线程数的控制。例如停车场，有位就进去，进去后一定时间就出来给其他车。
信号量主要用于两个目的，一个是用于多个共享资源的互斥使用，另一个用于并发线程数的控制。

public class SemaphoreDemo {public static void main(String[] args) {//三个停车位Semaphore sp = new Semaphore(3);//停六个汽车for (int i = 1; i <=6 ; i++) {new Thread(()->{try {sp.acquire();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t号车驶入停车位");TimeUnit.SECONDS.sleep(3);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t号车驶出停车位");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {sp.release();}},String.valueOf(i)).start();}}
}

四、FutureTask（未来任务）

在FutureTask中，AQS同步状态被用来保存人任务的状态，例如：正在运行、已完成或已取消。FutureTask还维护一些额外的状态变量，用来保存计算结果或者抛出的异常。此外，他还维护一个引用，指向正在执行计算任务的线程（如果它当前处于运行状态），因而如果任务取消，该线程就会中断。

五、ReentrantLock（可重入锁）

ReentrantLock重入锁，是实现Lock接口的一个类，也是在实际编程中使用频率很高的一个锁，支持重入性，表示能够对共享资源能够重复加锁，即当前线程获取该锁再次获取不会被阻塞。在java关键字synchronized隐式支持重入性（关于synchronized可以看这篇文章），synchronized通过获取自增，释放自减的方式实现重入。与此同时，ReentrantLock还支持公平锁和非公平锁两种方式。那么，要想完完全全的弄懂ReentrantLock的话，主要也就是ReentrantLock同步语义的学习：

重入性的实现原理；
公平锁和非公平锁。

六、ReentrantReadWriteLock（可重入读写锁）

ReadWriteLock接口表示存在两个锁：一个读锁和一个写锁，但在基于AQS实现的ReentrantReadWriteLock中，单个AQS子类将同时管理读取加锁和写入加锁。ReentrantReadWriteLock使用了一个16位的状态来表示写入锁的计数，并且使用了另一个16位的状态来表示读取锁的计数。在读取锁上的操作将使用共享的获取方法与释放方法，在写入锁的操作将使用独占的获取方法是释放方法。
AQS在内部维护了一个等待线程队列，其中记录了某个线程请求的是独占访问还是共享访问。在ReentrantReadWriteLock中，当锁可用时，如果位于队列头部的线程执行写入操作，那么线程会得到这个锁，如果位于队列头部的线程执行读取访问，那么队列中在第一个写入线程的所有线程之前的所有线程都将得到这个锁。

七、运动会例子

举一个例子，开运动会，参赛名单打印出来公示，如果有修改，不可能在告示单上增加或者删除，就是直接重出一份告示(CopyOnWriteArrayList)。开赛前准备阶段，运动员要就行检查，贴号码牌，不可能几个工作人员同时对一个运动员进行修改（concurrentHashmap）。运动员上跑道，5人一组，剩下的下一组，这里体现的就是（seamphore的作用，一个是用于多个共享资源的互斥使用，另一个用于并发线程数的控制），然后发令员看到5个参数选手都准备好后，便发令比赛开始，这里体现的就是（cyclicBarrier的作用：所有线程都进行等待，直到所有线程都准备好进入await()方法之后，所有线程同时开始执行！）。冲线的时候，就体现了Aotumic类的作用，反正高并发不能准确修改信息。最后领奖的时候，就是体现（CountDownLatch的作用：简单的说就是一个线程（颁奖这个线程）等待，直到他所等待的其他线程都执行完成（所有参赛选手都完成比赛），再调用countDown()方法发出通知后，当前线程（颁奖线程）才可以继续执行。