1.并发工具类1.CountDownLatch：可以实现线程计数，阻塞后续线程CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下，利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A，它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行，此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。countDown()实现计数器-1await()等待拦截方法，等待计数器为0时再放行，否则则一直阻塞getCount()获取当前计数器中计数数量
CountDownLatch
利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A，它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行，此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。
package com.yjc.juc;import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class CountDownLatchDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { System.out.println("主线程启动---->等待子线程执行完毕"); //代表等待两个线程执行完主线程才继续执行 CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(2); new Thread(() -> { System.out.println("第一个子线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在执行"); countDownLatch.countDown(); System.out.println("第一个子线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行完毕"); }).start(); new Thread(() -> { System.out.println("第二个子线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在执行"); countDownLatch.countDown(); System.out.println("第二个子线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行完毕"); }).start(); //使主线程进入等待状态 countDownLatch.await(); System.out.println("子线程执行完毕,主线程开始执行"); }}
执行结果
CyclicBarrier
CyclicBarrier初始化时规定一个数目，然后计算调用了CyclicBarrier.await()进入等待的线程数。当线程数达到了这个数目时，所有进入等待状态的线程被唤醒并继续。
CyclicBarrier就象它名字的意思一样，可看成是个障碍，所有的线程必须到齐后才能一起通过这个障碍。
CyclicBarrier初始时还可带一个Runnable的参数，此Runnable任务在CyclicBarrier的数目达到后，所有其它线程被唤醒前被执行。
package com.yjc.juc;import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class CyclicBarrierDemo { static CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(7, ()-> { System.out.println("开始!"); }); public static void main(String[] args){ for (int i = 1; i <=7 ; i++) { final int count=i; new Thread(()->{ try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":开始第"+count+"次"); cyclicBarrier.await(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始进行"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } }).start(); } }}
Semaphore
Semaphore是一种基于计数的信号量。它可以设定一个阈值，基于此，多个线程竞争获取许可信号，做自己的申请后归还，超过阈值后，线程申请许可信号将会被阻塞。Semaphore可以用来构建一些对象池，资源池之类的，比如数据库连接池，我们也可以创建计数为1的Semaphore，将其作为一种类似互斥锁的机制，这也叫二元信号量，表示两种互斥状态。
package com.yjc.juc;import java.util.concurrent.Semaphore;public class SemaphoreDemo { public static void main(String[] args) { //代表现在一共只有三个资源 Semaphore semaphore=new Semaphore(3); //创建十条线程进行资源抢夺 for ( int i = 0; i <10 ; i++) { final int count =i; new Thread(()->{ try { semaphore.acquire();//请求资源 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("第"+(count+1)+"条线程抢到了资源"); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("第"+(count+1)+"条线程释放资源"); //释放资源 semaphore.release(); }).start(); } }}
执行结果
Exchanger
用于两个工作线程之间交换数据的封装工具类，简单说就是一个线程在完成一定的事务后想与另一个线程交换数据，则第一个先拿出数据的线程会一直等待第二个线程，直到第二个线程拿着数据到来时才能彼此交换对应数据
package com.yjc.juc;import java.util.concurrent.Exchanger;public class ExchangerDemo { public static void main(String[] args) { Exchanger exchanger = new Exchanger(); new Thread(() -> { for (int i = 1; i <10; i++) { try { Thread.sleep(800); int data=i; System.out.println(i+"\t"+Thread.currentThread().getName()+"交换前:"+data); data = (int)exchanger.exchange(data); System.out.println(i+"\t"+Thread.currentThread().getName()+"交换后:"+data); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }).start(); new Thread(() -> { int count=0; while (true) { ++count; try { Thread.sleep(800); int data = 0; System.out.println(count+"\t"+Thread.currentThread().getName() + "交换前:" + data); data = (int) exchanger.exchange(data); System.out.println(count+"\t"+Thread.currentThread().getName() + "交换后:" + data); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }).start(); }}
线程交换的线程数需要是二的倍数,要不然会出现线程阻塞的状态,也可以通过设置响应时间,一旦在规定时间内没有完成数据的交互,那么就抛出异常
线程池
Java中的线程池是运用场景最多的并发框架，几乎所有需要异步或并发执行任务的程序都可以使用线程池。在开发过程中，合理地使用线程池能够带来3个好处。
第一：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。第三：提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一分配、调优和监控。但是，要做到合理利用线程池，必须对其实现原理了如指掌。
ThreadPoolExecutor
Executor框架的最顶层实现是ThreadPoolExecutor类，Executors工厂类中提供的newScheduledThreadPool、newFixedThreadPool、newCachedThreadPool方法其实也只是ThreadPoolExecutor的构造函数参数不同而已。通过传入不同的参数，就可以构造出适用于不同应用场景下的线程池，那么它的底层原理是怎样实现的呢，这篇就来介绍下ThreadPoolExecutor线程池的运行过程。
- corePoolSize： 核心池的大小。 当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到缓存队列当中
- maximumPoolSize： 线程池最大线程数，它表示在线程池中最多能创建多少个线程；
- keepAliveTime： 表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。
- unit： 参数keepAliveTime的时间单位，有7种取值
newCachedThreadPool
创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。示例代码如下：
package com.yjc.juc;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class CachedThreadPoolDemo { public static void main(String[] args) { //创建一个可缓存线程如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程 //线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程 ExecutorService executorService= Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i <100 ; i++) { final int count=i; executorService.execute(()->{ try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->i:"+count); }); } }}
newFixedThreadPool
创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待
package com.yjc.juc;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class FixedThreadPoolDemo { public static void main(String[] args) { //创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待 ExecutorService executorService= Executors.newFixedThreadPool(5); for (int i = 0; i <100 ; i++) { final int count=i; executorService.execute(()->{ try { Thread.sleep(300); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->i:"+count); }); } }}
newScheduledThreadPool
package com.yjc.juc;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ScheduledThreadPoolDemo { public static void main(String[] args) { //创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行 ScheduledExecutorService executorService= Executors.newScheduledThreadPool(5); for (int i = 0; i <100 ; i++) { final int count=i; executorService.schedule(()->{ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->i:"+count); //延迟三秒开始执行 },3, TimeUnit.SECONDS); } }}
延迟三秒才开始执行
newSingleThreadExecutor
创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO,优先级)执行。示例代码如下：
package com.yjc.juc;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class SingleThreadExecutorDemo { public static void main(String[] args) { //创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行 ExecutorService executorService= Executors.newSingleThreadExecutor(); for (int i = 0; i <100 ; i++) { final int count=i; executorService.execute(()->{ try { Thread.sleep(300); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->i:"+count); }); } }}
线程池原理剖析
提交一个任务到线程池中，线程池的处理流程如下：
1、判断线程池里的核心线程是否都在执行任务，如果不是（核心线程空闲或者还有核心线程没有被创建）则创建一个新的工作线程来执行任务。如果核心线程都在执行任务，则进入下个流程。
2、线程池判断工作队列是否已满，如果工作队列没有满，则将新提交的任务存储在这个工作队列里。如果工作队列满了，则进入下个流程。
3、判断线程池里的线程是否都处于工作状态，如果没有，则创建一个新的工作线程来执行任务。如果已经满了，则交给饱和策略来处理这个任务。
合理配置线程池
CPU密集型时，任务可以少配置线程数，大概和机器的cpu核数相当，这样可以使得每个线程都在执行任务
IO密集型时，大部分线程都阻塞，故需要多配置线程数，2*cpu核数
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