Semaphore，CountdownLatch，CyclicBarrier都是java提供的同步辅助类。
上一篇对Semaphore有了一定的了解，本篇则针对CountdownLatch以及CyclicBarrier进行一定的总结。
CyclicBarrier的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）
能够使一个线程等待其他线程完成各自的工作之后再执行。例如zookeeper分布式锁的实现。而Semaphore则主要强调的是资源有限。
比如老公陪同媳妇去医院，媳妇等候医生看病，老公则针对单子去拿药，两者都完工，则一起回家。再比如老板等10个员工开会，只有10个员工都到齐了，会议才能开始等等场景。
3）应用demo举例说明老板等待员工开会的场景：
public static void main(String[] args) {
//老板需要等待15个员工会议室开会
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(15);
for (int i = 0; i < 15; i++) {
Random random = new Random();
final int timer = random.nextInt(1000);
new Thread(() -> {
try {
System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在赶路");
//模仿每个员工走自己线程需要的时间
Thread.sleep(1000 + timer);
//调用latch的countDown方法使计数器-1；一共15个
latch.countDown();
System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "到会议室了");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
try {
System.out.println("领导等待员工会议室开会...");
//主线程阻塞等待计数器归零
latch.await();
System.out.println("员工都来了,会议开始");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
执行结果：
4)源码分析子线程Thread-1正在赶路
子线程Thread-3正在赶路
子线程Thread-0正在赶路
子线程Thread-2正在赶路
子线程Thread-4正在赶路
子线程Thread-5正在赶路
子线程Thread-6正在赶路
子线程Thread-7正在赶路
子线程Thread-8正在赶路
子线程Thread-9正在赶路
子线程Thread-10正在赶路
子线程Thread-11正在赶路
子线程Thread-12正在赶路
子线程Thread-13正在赶路
领导等待员工会议室开会…
子线程Thread-14正在赶路
子线程Thread-5到会议室了
子线程Thread-1到会议室了
子线程Thread-12到会议室了
子线程Thread-13到会议室了
子线程Thread-4到会议室了
子线程Thread-6到会议室了
子线程Thread-2到会议室了
子线程Thread-0到会议室了
子线程Thread-3到会议室了
子线程Thread-10到会议室了
子线程Thread-14到会议室了
子线程Thread-8到会议室了
子线程Thread-9到会议室了
子线程Thread-7到会议室了
子线程Thread-11到会议室了
员工都来了,会议开始
核心关注方法只有两个，latch.countDown();和latch.await();
countDown() 方法每次调用都会将 state 减 1，直到state 的值为 0；而 await 是一个阻塞方法，当 state 减 为 0 的时候，await 方法才会返回。await 可以被多个线程调用，大家在这个时候脑子里要有个图：所有调用了await 方法的线程阻塞在 AQS 的阻塞队列中，等待条件满（state == 0），将线程从队列中一个个唤醒过来。
public void await() throws InterruptedException {
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}
在 CountDownLatch 内部写了一个 Sync 并且继承了 AQS 这个抽象类重写了 AQS中的共享锁方法。这段代码主要是判定当前线程是否获取到了共享锁
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//state 如果不等于 0，说明当前线程需要加入到共享锁队列中
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
//在共享可中断模式下获取。
private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
//创建一个共享模式的节点添加到队列中
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head) {
//尝试获取锁
int r = tryAcquireShared(arg);
//r>=0 表示获取到了执行权限，这个时候因为 state!=0，所以不会执行这段代码
if (r >= 0) {
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return;
}
}
//阻塞线程
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
二、CyclicBarrier
1）CyclicBarrier是什么？
栅栏屏障，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续运行。
简单理解就是：多个线程之间互相等待，满足条件在同一时间进行。
可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的场景。
又比如旅行团旅行，需要大家都到齐，证件都办理好，才能出发。
旅行团旅行，需要大家都到齐，证件都办理好，上旅行车才能出发。
public class CyclicBarrierTest1 extends Thread{
private final CyclicBarrier barrier;
//随机值处理
private final Random random = new Random();
public CyclicBarrierTest1(String name,CyclicBarrier barrier) {
super(name);
this.barrier = barrier;
}
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(random.nextInt(2000));
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 已经到达旅行团");
barrier.await();
Thread.sleep(random.nextInt(2000));
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 证件已经办理好");
barrier.await();
Thread.sleep(random.nextInt(2000));
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 已经上旅行车");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
super.run();
}
public static void main(String[] args) {
//旅行团5个游客
CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(5);
for (int i=0;i<5;i++){
new CyclicBarrierTest1("游客-" + (i + 1), cyclicBarrier).start();
}
}
}
游客-5 - 已经到达旅行团
游客-3 - 已经到达旅行团
游客-2 - 已经到达旅行团
游客-1 - 已经到达旅行团
游客-4 - 已经到达旅行团
游客-2 - 证件已经办理好
游客-4 - 证件已经办理好
游客-1 - 证件已经办理好
游客-3 - 证件已经办理好
游客-5 - 证件已经办理好
游客-1 - 已经上旅行车
游客-2 - 已经上旅行车
游客-3 - 已经上旅行车
游客-5 - 已经上旅行车
游客-4 - 已经上旅行车
