同步器
Java提供两种同步机制，一种是内置的synchronize，另外一种就是大名鼎鼎的AQS，基于AQS实现了很多同步器：倒数闩锁（CountDownLatch）、信号量（Semaphore）、可循环使用的屏障（CyclicBarrier）。
AQS内部维护着一个FIFO队列，该队列的算法实现了并发访问控制，每个节点代表一个请求线程，还包括线程的状态（等待、取消、阻塞等），另外AQS包括公平和非公平两种模式，公平就是严格遵循FIFO规则，非公平属于一种抢占模式，允许插队。AQS通过state属性值和thread是否是当前线程，来控制独占和共享模式。当然不同的实现state可以有不同的逻辑，
在ReentrantLock中，state值就代表线程获得锁的标识，state为0，没有线程获得锁，state大于0，已经有线程获得到了锁。
倒数闩锁
在CountDownLatch中，构造方法就是给state设置一个值，然后通过countDown，释放state数量，来实现线程倒计数的功能，当所有线程都释放完成之后，被阻塞的主线程被唤醒，继续执行，所以CountDownLatch就像一个会倒计数的锁。
CountDownLatch的使用场景可以概括为，在某几个工作完成后，才能做某项重要工作的场景，类似于做某事情需要的准备工作。
如：某对战型游戏里一局游戏开始准备工作（吃鸡）：
/**
* 初始游戏场景（可能包括各种资源）
* 1、游戏地图
* 2、道具初始
* 3、网络资源
* 4、100个队员建立连接
* 5、其他资源
*/
private static final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);
// 模拟
private static final ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
public static void main(String[] args) {
Runnable buildMap = () -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("游戏地图初始化结束！");
countDownLatch.countDown();
};
Runnable buildProp = () -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("道具初始化结束！");
countDownLatch.countDown();
};
Runnable buildNet = () -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("网络资源初始化结束！");
countDownLatch.countDown();
};
Runnable players = () -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("100个队员连接已经建立！");
countDownLatch.countDown();
};
Runnable otherResources = () -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("其他资源初始化结束！");
countDownLatch.countDown();
};
pool.execute(buildMap);
pool.execute(buildProp);
pool.execute(buildNet);
pool.execute(players);
pool.execute(otherResources);
try {
countDownLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("异常");
}
pool.shutdown();
System.out.println("游戏初始化结束，马上开始");
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) { }
System.out.println("大吉大利，今晚吃鸡！");
}信号量
Semaphore也是基于AQS实现，分为公平和非公平两种实现，Semaphore使用AQS共享模式（ReentrantLock是独占式），可以支持多个线程同时操作，多个线程共享同一把锁，但Semaphore限制了线程的数量，内部实现也是通过判断和改变state值实现的。
Semaphore可以用于流量控制，比如数据库链接，某一时刻，只允许固定个数的请求建立连接，避免数据库压力过大。
// 同时只有5个线程可以操作
private static final Semaphore semp = new Semaphore(5);
// 模拟30个请求
private static final int THREAD_COUNT = 30;
// 池
private static final ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
final int NO = i;
Runnable run = () -> {
try {
semp.acquire();
System.out.println("线程: " + NO + "执行……");
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
} finally {
semp.release();
}
};
pool.execute(run);
}
pool.shutdown();
}可循环使用的屏障
CyclicBarrier内部使用ReentrantLock实现，它主要实现的是，让一组线程到达一个屏障时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障打开，所有被屏障拦截的线程才会继续运行。
CyclicBarrier与CountDownLatch相比，CountDownLatch只能使用一次，而CyclicBarrier可以通过reset方法重置。如：当发生异常时，重新开始，让线程重新跑一次，因此功能更灵活。
CyclicBarrier适用于一些需等待最后一个动作完成，再一起执行，如：百米比赛
// 百米比赛
private final static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> {
System.out.println("预备！");
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("发令枪响起！");
});
// 池
private final static ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(3);
public static void main(String[] args) {
Athlete subingtian = new Athlete("苏炳添", 1, barrier);
Athlete boerte = new Athlete("博尔特", 2, barrier);
Athlete gaiyi = new Athlete("泰森盖伊", 3, barrier);
pool.execute(subingtian);
pool.execute(boerte);
pool.execute(gaiyi);
pool.shutdown();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("苏炳添 冠军！！！");
}class Athlete implements Runnable {
private String name;
private Integer time;
private CyclicBarrier barrier;
Athlete(String name, int time, CyclicBarrier barrier) {
this.name = name;
this.time = time;
this.barrier = barrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(name + "准备起跑！");
try {
barrier.await();
TimeUnit.SECONDS.sleep(time);
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
System.out.println("异常");
}
System.out.println(name + "到达终点！");
}
}- 《Java核心技术 卷I》
- 《Java并发编程的艺术》
- http://www.ideabuffer.cn/2017/03/15/%E6%B7%B1%E5%85%A5%E7%90%86%E8%A7%A3AbstractQueuedSynchronizer%EF%BC%88%E4%B8%80%EF%BC%89/