JUC工具类_CyclicBarrier与CountDownLatch

最近被问到CyclicBarrier和CountDownLatch相关的面试题,CountDownLatch平时工作中经常用到,但是CyclicBarrier没有用过,一时答不上来,因此简单总结记录一下

1.什么是CyclicBarrier?

1.1 概念

CyclicBarrier(循环屏障)是Java中的一个同步辅助类,它允许一组线程相互等待,直到达到某个公共屏障点。它的工作方式是,在所有参与线程都到达屏障之前,它们会一直等待。一旦最后一个线程到达屏障,所有被屏障等待的线程将被释放,可以继续执行后续的任务。

1.2 原理

CyclicBarrier内部维护了一个计数器,用于追踪到达屏障点的线程数量。当线程调用了CyclicBarrier的await()方法时,它会被阻塞,直到达到指定的等待数量。当最后一个线程调用await()方法时,屏障将打开,所有被阻塞的线程都会被释放,并且屏障会被重置以便下一次使用。

下面来看一下CyclicBarrier 主要属性

// ReentrantLock 重入锁
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 条件锁,等达到一定数量了再唤醒
private final Condition trip = lock.newCondition();
// 需要等待的线程数量
private final int parties;
// 当唤醒的时候执行的命令
private final Runnable barrierCommand;
// 代
private Generation generation = new Generation();
// 当前这一代还需要等待的线程数
private int count;

CyclicBarrier 存在如下构造方法,parties表示需要等待的线程数
在这里插入图片描述

CyclicBarrier 中await()方法表示等待线程,await()方法的实现逻辑来自dowait()方法
image-20231118010254634

好比如CyclicBarrier内部维护了一个计数器

image-20231118010352841

1.3 使用案例

CyclicBarrier可以用于解决需要多个线程协同工作的场景,例如将一个任务分成多个子任务并行执行,然后等待所有子任务完成后再继续执行后续操作。它也可以用于模拟多个线程相互等待的场景,直到所有线程都准备就绪,然后一起开始执行。

/*** <p>Class: TaskParallelExecution</p>* <p>Description: 使用CyclicBarrier演示多任务同时执行</p>** @author zhouyi* @version 1.0* @date 2023/11/18*/
public class TaskParallelExecution {private static final int NUM_THREADS = 4;public static void main(String[] args) {CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(NUM_THREADS, () -> {System.out.println("All tasks completed. Proceeding to next step.");});for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {int threadNum = i;Thread t = new Thread(() -> {System.out.println("Task " + threadNum + " started.");// 模拟任务的执行try {Thread.sleep(2000); // 假设任务需要2秒完成} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("Task " + threadNum + " completed.");try {barrier.await(); // 等待其他线程完成任务} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("Task " + threadNum + " continues with the next step.");});t.start();}}
}

image-20231118011338132

在实际开发中,常见的还有如下几个业务场景,比如:

  • 数据处理并行化:在大规模数据处理中,可以将数据分成多个部分,每个部分由一个线程处理。使用CyclicBarrier,每个线程在处理完自己的数据后等待其他线程完成,然后进行下一步的数据合并或汇总操作。
  • 并行计算任务:在并行计算中,可以将一个大任务分解成多个子任务,并行处理。每个子任务处理一部分数据,然后等待其他子任务完成,最后合并结果。CyclicBarrier可用于同步各个子任务的执行。
  • 多线程任务协同:在某些场景下,多个线程需要协同工作,例如多个线程同时从不同的地方获取数据,然后合并处理这些数据。CyclicBarrier可用于等待所有线程都准备就绪后,再同时开始数据获取和处理的过程。

这些是一些使用CyclicBarrier的实际生产中的常见案例。CyclicBarrier提供了一种方便的同步机制,使多个线程能够协同工作,等待彼此达到一个共同的屏障点,然后再继续执行后续操作。

2.什么是CountDownLatch?

2.1 概念

CountDownLatch是Java中的一个同步辅助类,它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。它的工作方式与CyclicBarrier相反:它通过一个计数器来实现等待,计数器初始化为一个正整数,每个线程完成操作后会将计数器减1,直到计数器变为0,等待的线程才会被释放。

2.2 原理

CountDownLatch包含两个主要方法:

  • countDown():每当一个线程完成了所需的操作,调用该方法将计数器减1。
  • await():调用该方法的线程会阻塞,直到计数器变为0,即所有线程都完成了操作。

CountDownLatch通常用于一个线程等待其他若干个线程完成某个操作后再继续执行。例如,主线程希望等待多个子线程完成初始化操作后再开始执行某个任务,可以使用CountDownLatch来实现。

2.3 使用案例

使用CountDownLatch实现倒计时功能,例如模拟三个线程,当三个线程都一起执行结束后再统一交给主线程处理。

public class CountDownLatchExample {private static final int NUM_THREADS = 3;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {CountDownLatch latch = new CountDownLatch(NUM_THREADS);for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {Thread t = new Thread(() -> {// 模拟每个线程的操作System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getId() + " started.");try {Thread.sleep(2000); // 假设每个线程需要2秒完成操作} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getId() + " completed.");latch.countDown(); // 操作完成后将计数器减1});t.start();}System.out.println("Main thread is waiting for other threads to complete.");latch.await(); // 主线程等待计数器变为0System.out.println("All threads have completed. Proceeding with the main thread.");}
}

以上案例执行结果如下

image-20231118012905177

除了以上案例外,实际开发中经常遇到类似的场景,例如采用多线程处理大数据量导入,我们可以通过多线程分批读取数据、校验、封装数据,当以上几个环节都成功后(CountDownLatch 减少为0时)就可以进行写库操作,可以认为没有数据缺失。

3.总结

CyclicBarrier和CountDownLatch是Java中的两个同步辅助类,它们有一些共同点,但也存在一些区别。

共同点:

  1. 两者都是用于线程间的同步和协作,可以控制线程的执行顺序和并发性。
  2. 都使用一个计数器来控制等待和释放线程的操作。
  3. 都可以用于解决多线程之间的协同工作问题。

区别:

  1. 计数器行为不同:
    • CyclicBarrier的计数器可以重用,当计数器减到0时,所有等待的线程会被释放,计数器会被重置为初始值,可以继续使用。
    • CountDownLatch的计数器只能减少一次,一旦减到0,所有等待的线程会被释放,计数器不能重置或再次使用。
  2. 等待操作方式不同:
    • CyclicBarrier使用await()方法进行等待,当线程调用await()时,它会阻塞直到所有线程都到达屏障点,然后一起继续执行。
    • CountDownLatch使用await()方法进行等待,当线程调用await()时,它会阻塞直到计数器变为0,然后线程被释放。
  3. 使用场景不同:
    • CyclicBarrier通常用于将一个大任务分解为多个子任务并行执行,然后等待所有子任务完成后再继续执行后续操作。它适用于多线程协同工作的场景。
    • CountDownLatch通常用于一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。它适用于线程之间的等待和同步的场景。

数器变为0,然后线程被释放。
3. 使用场景不同:

  • CyclicBarrier通常用于将一个大任务分解为多个子任务并行执行,然后等待所有子任务完成后再继续执行后续操作。它适用于多线程协同工作的场景。
  • CountDownLatch通常用于一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。它适用于线程之间的等待和同步的场景。

CyclicBarrier和CountDownLatch都是用于线程间的同步和协作,但它们的计数器行为、等待操作方式和使用场景有所不同。CyclicBarrier适用于任务分解和并行执行的场景,而CountDownLatch适用于线程之间的等待和同步的场景。在选择使用时,需要根据具体需求来确定使用哪个类更合适。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.hqwc.cn/news/188891.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

2024年山东省职业院校技能大赛中职组 “网络安全”赛项竞赛试题-A卷

2024年山东省职业院校技能大赛中职组 “网络安全”赛项竞赛试题-A卷 2024年山东省职业院校技能大赛中职组 “网络安全”赛项竞赛试题-A卷A模块基础设施设置/安全加固&#xff08;200分&#xff09;A-1&#xff1a;登录安全加固&#xff08;Windows, Linux&#xff09;A-2&#…

航天联志Aisino-AISINO26081R服务器通过调BIOS用U盘重新做系统(windows系统通用)

产品名称:航天联志Aisino系列服务器 产品型号:AISINO26081R CPU架构&#xff1a;Intel 的CPU&#xff0c;所以支持Windows Server all 和Linux系统&#xff08;重装完系统可以用某60驱动管家更新所有硬件驱动&#xff09; 操作系统&#xff1a;本次我安装的服务器系统为Serv…

4核8G服务器价格选择轻量还是CVM合适?

腾讯云服务器4核8G配置优惠价格表&#xff0c;轻量应用服务器和CVM云服务器均有活动&#xff0c;云服务器CVM标准型S5实例4核8G配置价格15个月1437.3元&#xff0c;5年6490.44元&#xff0c;轻量应用服务器4核8G12M带宽一年446元、529元15个月&#xff0c;腾讯云百科txybk.com分…

基于STC12C5A60S2系列1T 8051单片的IIC总线器件模数芯片PCF8591实现模数转换应用

基于STC12C5A60S2系列1T 8051单片的IIC总线器件模数芯片PCF8591实现模数转换应用 STC12C5A60S2系列1T 8051单片机管脚图STC12C5A60S2系列1T 8051单片机I/O口各种不同工作模式及配置STC12C5A60S2系列1T 8051单片机I/O口各种不同工作模式介绍IIC总线器件模数芯片PCF8591介绍通过I…

Leetcode -2

Leetcode Leetcode -234.回文链表Leetcode -160.相交链表 Leetcode -234.回文链表 题目&#xff1a;给你一个单链表的头节点 head &#xff0c;请你判断该链表是否为回文链表。如果是&#xff0c;返回 true &#xff1b;否则&#xff0c;返回 false 。 示例 1&#xff1a; 输…

最新AI创作系统ChatGPT系统运营源码+支持GPT-4多模态模型

一、AI创作系统 SparkAi创作系统是基于OpenAI很火的ChatGPT进行开发的Ai智能问答系统和Midjourney绘画系统&#xff0c;支持OpenAI-GPT全模型国内AI全模型。本期针对源码系统整体测试下来非常完美&#xff0c;可以说SparkAi是目前国内一款的ChatGPT对接OpenAI软件系统。那么如…

2023年03月 Scratch(一级)真题解析#中国电子学会#全国青少年软件编程等级考试

Scratch等级考试(1~4级)全部真题・点这里 一、单选题(共25题,每题2分,共50分) 第1题 下列说法不正确的是?( ) A:可以从声音库中随机导入声音 B:可以录制自己的声音上传 C:可以修改声音的大小 D:不能修改声音的速度 答案:D 针对声音可以进行导入,上传,修改…

vue监听对象属性值变化

一、官方文档 二、实现方法 方法一、直接根据watch来监听 export default {data() {return {object: {username: ,password: }}},watch: {object.username(newVal, oldVal) {console.log(newVal, oldVal)}} }方法二&#xff1a;利用watch和computed来实现监听 利用computed定…

springcloud新闻发布系统源码

开发技术&#xff1a; jdk1.8&#xff0c;mysql5.7&#xff0c;nodejs&#xff0c;idea&#xff0c;vscode springcloud springboot mybatis vue elementui 功能介绍&#xff1a; 用户端&#xff1a; 登录注册 首页显示搜索新闻&#xff0c;新闻分类&#xff0c;新闻列表…

我的 2023 秋招总结,拿到了大厂offer

2023秋招小结 前言 & 介绍 作为2024年毕业的学生&#xff0c;在2023年也就是今年秋招。 现在秋招快结束了&#xff0c;人生可能没有几次秋招的机会&#xff08;应该就一次&#xff0c;最多两次吧哈哈&#xff09;&#xff0c;也有一点感悟&#xff0c;所以小小总结一下。…

音频类型转换工具-可执行文件exe/dmg制作

朋友车载音乐需要MP3格式&#xff0c;想要个批量转换工具 准备工作 brew install ffmpeg --HEAD或者官网下载安装ffmpeg并配置环境conda install ffmpeg 或者pip install ffmpeg-python 音频类型转换程序.py文件 exe文件在windows下打包&#xff0c;dmg在macos下打包&#…

quickapp_快应用_tabBar

tabBar 配置项中配置tabBar(版本兼容)使用tabs组件配置tabBar语法示例问题-切换tab没有反应问题-数据渲染问题解决优化 问题-tab的动态配置 第三方组件tabbar 一般首页都会显示几个tab用于进行页面切换&#xff0c;以下是几种tab配置方式。 配置项中配置tabBar(版本兼容) 在m…