前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >java一些常用并发工具示例

java一些常用并发工具示例

作者头像
菩提树下的杨过
发布2018-01-18 16:32:35
5350
发布2018-01-18 16:32:35
举报

最近把《java并发编程实战》-Java Consurrency in Practice 重温了一遍,把书中提到的一些常用工具记录于此:

一、闭锁(门栓)- CountDownLatch

适用场景:多线程测试时,通常为了精确计时,要求所有线程都ready后,才开始执行,防止有线程先起跑,造成不公平,类似的,所有线程执行完,整个程序才算运行完成。

代码语言:javascript
复制
    /**
     * 闭锁测试(菩提树下的杨过 http://yjmyzz.cnblogs.com/)
     *
     * @throws InterruptedException
     */
    @Test
    public void countdownLatch() throws InterruptedException {
        CountDownLatch startLatch = new CountDownLatch(1); //类似发令枪
        CountDownLatch endLatch = new CountDownLatch(10);//这里的数量,要与线程数相同

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread t = new Thread(() -> {
                try {
                    startLatch.await(); //先等着,直到发令枪响,防止有线程先run
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running...");
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                } finally {
                    endLatch.countDown(); //每个线程执行完成后,计数
                }
            });
            t.setName("线程-" + i);
            t.start();
        }
        long start = System.currentTimeMillis();
        startLatch.countDown();//发令枪响,所有线程『开跑』
        endLatch.await();//等所有线程都完成
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("done! exec time => " + (end - start) + " ms");
    }  

执行结果:

线程-1 is running... 线程-5 is running... 线程-8 is running... 线程-4 is running... 线程-3 is running... 线程-0 is running... 线程-2 is running... 线程-9 is running... 线程-7 is running... 线程-6 is running... done! exec time => 13 ms

注:大家可以把第14行注释掉,再看看运行结果有什么不同。

二、信号量(Semaphore)

适用场景:用于资源数有限制的并发访问场景。

代码语言:javascript
复制
   public class BoundedHashSet<T> {
        private final Set<T> set;
        private final Semaphore semaphore;

        public BoundedHashSet(int bound) {
            this.set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<T>());
            this.semaphore = new Semaphore(bound);
        }

        public boolean add(T t) throws InterruptedException {
            if (!semaphore.tryAcquire(5, TimeUnit.SECONDS)) {
                return false;
            }
            ;
            boolean added = false;
            try {
                added = set.add(t);
                return added;
            } finally {
                if (!added) {
                    semaphore.release();
                }
            }
        }

        public boolean remove(Object o) {
            boolean removed = set.remove(o);
            if (removed) {
                semaphore.release();
            }
            return removed;
        }
    }

    @Test
    public void semaphoreTest() throws InterruptedException {

        BoundedHashSet<String> set = new BoundedHashSet<>(5);
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            if (set.add(i + "")) {
                System.out.println(i + " added !");
            } else {
                System.out.println(i + " not add to Set!");
            }
        }
    }

上面的示例将一个普通的Set变成了有界容器。执行结果如下:

0 added ! 1 added ! 2 added ! 3 added ! 4 added ! 5 not add to Set!

三、栅栏CyclicBarrier 

这个跟闭锁类似,可以通过代码设置一个『屏障』点,其它线程到达该点后才能继续,常用于约束其它线程都到达某一状态后,才允许做后面的事情。

代码语言:javascript
复制
    public class Worker extends Thread {

        private CyclicBarrier cyclicBarrier;

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

        private void step1() {
            System.out.println(this.getName() + " step 1 ...");
        }

        private void step2() {
            System.out.println(this.getName() + " step 2 ...");
        }

        public void run() {
            step1();
            try {
                cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            step2();
        }
    }

    @Test
    public void cyclicBarrierTest() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(11);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Worker w = new Worker(cyclicBarrier);
            w.start();
        }
        cyclicBarrier.await();

    }

这里我们假设有一个worder线程,里面有2步操作,要求所有线程完成step1后,才能继续step2. 执行结果如下:

Thread-0 step 1 ... Thread-1 step 1 ... Thread-2 step 1 ... Thread-3 step 1 ... Thread-4 step 1 ... Thread-5 step 1 ... Thread-6 step 1 ... Thread-7 step 1 ... Thread-8 step 1 ... Thread-9 step 1 ... Thread-9 step 2 ... Thread-0 step 2 ... Thread-3 step 2 ... Thread-4 step 2 ... Thread-6 step 2 ... Thread-2 step 2 ... Thread-1 step 2 ... Thread-8 step 2 ... Thread-7 step 2 ... Thread-5 step 2 ...

四、Exchanger

如果2个线程需要交换数据,Exchanger就能派上用场了,见下面的示例:

代码语言:javascript
复制
    @Test
    public void exchangerTest() {
        Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            String temp = "AAAAAA";
            System.out.println("thread 1 交换前:" + temp);
            try {
                temp = exchanger.exchange(temp);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("thread 1 交换后:" + temp);
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            String temp = "BBBBBB";
            System.out.println("thread 2 交换前:" + temp);
            try {
                temp = exchanger.exchange(temp);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("thread 2 交换后:" + temp);
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }

 执行结果:

thread 1 交换前:AAAAAA thread 2 交换前:BBBBBB thread 2 交换后:AAAAAA thread 1 交换后:BBBBBB

五、FutureTask/Future

一些很耗时的操作,可以用Future转化成异步,不阻塞后续的处理,直到真正需要返回结果时调用get拿到结果

代码语言:javascript
复制
    @Test
    public void futureTaskTest() throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {

        Callable<String> callable = () -> {
            System.out.println("很耗时的操作处理中。。。");
            Thread.sleep(5000);
            return "done";
        };

        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(callable);

        System.out.println("就绪。。。");
        new Thread(futureTask).start();
        System.out.println("主线程其它处理。。。");
        System.out.println(futureTask.get());
        System.out.println("处理完成!");

        System.out.println("-----------------");

        System.out.println("executor 就绪。。。");
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        Future<String> future = executorService.submit(callable);
        System.out.println(future.get(10, TimeUnit.SECONDS));
    }

 执行结果:

就绪。。。 主线程其它处理。。。 很耗时的操作处理中。。。 done 处理完成! ----------------- executor 就绪。。。 很耗时的操作处理中。。。 done

六、阻塞队列BlockingQueue

阻塞队列可以在线程间实现生产者-消费者模式。比如下面的示例:线程producer模拟快速生产数据,而线程consumer模拟慢速消费数据,当达到队列的上限时(即:生产者产生的数据,已经放不下了),队列就堵塞住了。

代码语言:javascript
复制
@Test
    public void blockingQueueTest() throws InterruptedException {
        final BlockingQueue<String> blockingDeque = new ArrayBlockingQueue<>(5);

        Thread producer = new Thread() {
            public void run() {
                Random rnd = new Random();
                while (true) {
                    try {
                        int i = rnd.nextInt(10000);
                        blockingDeque.put(i + "");
                        System.out.println(this.getName() + " 产生了一个数字:" + i);
                        Thread.sleep(rnd.nextInt(50));//模拟生产者快速生产
                    } catch (InterruptedException e) {
                        Thread.currentThread().interrupt();
                    }
                }
            }
        };
        producer.setName("producer 1");


        Thread consumer = new Thread() {
            public void run() {
                while (true) {
                    Random rnd = new Random();
                    try {

                        String i = blockingDeque.take();
                        System.out.println(this.getName() + " 消费了一个数字:" + i);
                        Thread.sleep(rnd.nextInt(10000));//消费者模拟慢速消费
                    } catch (InterruptedException e) {
                        Thread.currentThread().interrupt();
                    }
                }
            }
        };
        consumer.setName("consumer 1");

        producer.start();
        consumer.start();

        while (true) {
            Thread.sleep(100);
        }
    }

执行结果:

producer 1 产生了一个数字:6773 consumer 1 消费了一个数字:6773 producer 1 产生了一个数字:4456 producer 1 产生了一个数字:8572 producer 1 产生了一个数字:5764 producer 1 产生了一个数字:2874 producer 1 产生了一个数字:780 # 注意这里就已经堵住了,直到有消费者消费一条数据,才能继续生产 consumer 1 消费了一个数字:4456 producer 1 产生了一个数字:4193

本文参与 腾讯云自媒体分享计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2017-09-03 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体分享计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
相关产品与服务
容器服务
腾讯云容器服务(Tencent Kubernetes Engine, TKE)基于原生 kubernetes 提供以容器为核心的、高度可扩展的高性能容器管理服务,覆盖 Serverless、边缘计算、分布式云等多种业务部署场景,业内首创单个集群兼容多种计算节点的容器资源管理模式。同时产品作为云原生 Finops 领先布道者,主导开源项目Crane,全面助力客户实现资源优化、成本控制。
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档