Java并发工具：CountDownLatch和CyclicBarrier案例解析

原创 ╰半夏微凉° 2024-12-09 13:54 11阅读 0赞

在Java的并发编程中，CountDownLatch和CyclicBarrier是非常重要的同步工具。这里我们将通过具体的例子来解析这两种工具。

1. CountDownLatch

CountDownLatch是一个单向的共享锁机制。它最初是为了解决多线程间资源依赖的问题。

例如，一个生产者线程需要在所有消费者线程都完成任务后才能停止生产。这时就可以使用CountDownLatch来实现：

```java
// 生产者
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
new Thread(() -> {
    // 模拟生产过程
    try {
        countDownLatch.await();
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("Producer done");
}).start();

// 消费者
for (int i = 0; i <消费者数量; i++) {
    new Thread(() -> {
        System.out.println("Consumer " + i + " started");

try {
            countDownLatch.countDown(); // 当计数器减少为0时，表示生产者已完成任务
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

System.out.println("Consumer " + i + " done");
        }).start();
    });
}
```

2. CyclicBarrier

CyclicBarrier是Java并发工具箱中的一个同步器。它的主要功能是在一组共享资源的使用者完成特定操作后集合在一起。

例如，多个线程需要在执行完某个复杂的任务后才能进行下一轮的工作。这时就可以使用CyclicBarrier来实现：

```java
// 共享资源使用者
public class Worker {
    private final CyclicBarrier barrier;

public Worker(CyclicBarrier barrier) {
        this.barrier = barrier;
    }

// 任务执行
    public void doTask() throws InterruptedException {
        barrier.await(); // 等待所有线程到达屏障

System.out.println("Worker " + id + " did task");

// 下一轮工作的开始
        barrier.signalAll(); // 对每个信号，都会发送给之前等待的线程
    }
}

// 主程序
public class Main {
    private final int workersNumber = 10; // 工作者数量

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建CyclicBarrier
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(workersNumber);

// 创建并启动工作线程
        for (int i = 0; i < workersNumber; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println("Worker " + i + " started");

// 将工作者加入到CyclicBarrier中
                barrier.register(i); // 注册线程ID

try {
                    // 开始执行工作
                    Worker worker = new Worker(barrier);
                    worker.doTask(); // 执行任务
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }

System.out.println("Worker " + i + " done");

// 退出循环，使barrier等待所有工作者完成注册后才执行信号操作
                break;
            }).start();
        }
    }
}
```

通过这两个例子，你可以看到CountDownLatch和CyclicBarrier在解决Java并发问题中的作用。