Java中的5种同步辅助类介绍

你提交了一些任务，但你想等它们都完成了再做另外一些事情；你提交了一些任务，但是不想让它们立刻执行，等你喊123开始的时候，它们才开始执行；等等这些场景，线程之间需要相互配合，或者等待某一个条件成熟执行。这些场景想你就需要用到同步辅助类 Java中的同步辅助类是用于控制并发执行和线程间协作的重要工具，它们提供了比`synchronized`关键字和`wait/notify`机制更为高级和灵活的同步机制。以下将详细介绍五种常用的同步辅助类： 1. **Semaphore（信号量）** 信号量用于限制对共享资源的访问权限，它可以看作是一种计数器，可以设置一个固定的许可数量。当一个线程想要访问资源时，它需要获取一个许可，如果当前许可数量大于0，则线程可以继续执行，否则会被阻塞，直到有其他线程释放许可。信号量常用于限制并发访问的线程数量，例如限制系统同时运行的线程数或数据库连接数。 2. **CountDownLatch** CountDownLatch是一个一次性使用的计数器，初始化时设置一个计数值。线程在执行前调用`countDown()`方法，计数值减一。所有线程都调用`countDown()`后，调用`await()`的线程将被释放，允许它们继续执行。CountDownLatch常用于确保所有线程完成特定操作后再继续执行后续任务，例如测试中的初始化操作。 3. **CyclicBarrier** CyclicBarrier允许多个线程等待彼此到达一个公共点（barrier），然后一起继续执行。在所有线程都到达屏障点后，屏障会自动重置，允许下一轮的线程同步。这在需要所有线程到达某个阶段才能继续执行的场合非常有用，例如多线程比赛起点或模拟并发计算的各个阶段。 4. **Phaser** Phaser是CyclicBarrier和CountDownLatch的增强版，它具有更多的灵活性。Phaser允许线程注册和取消注册，且可以自适应地调整参与者的数量。当所有参与者完成一个阶段后，Phaser会触发一个“phase”事件，然后可以选择重置并开始新的阶段。Phaser在多阶段计算任务中，特别是在Fork/Join框架中，可以更好地管理子任务的同步和通信。 5. **Exchanger** Exchanger是一个线程间数据交换的工具，它提供了一个同步点，使得两个线程可以在这里交换数据。每个线程调用`exchange()`方法，提供一个值并等待另一个线程的值。一旦交换完成，两个线程可以继续执行。Exchanger适用于需要线程间进行精确数据交换的场景，如构建数据管道或者在遗传算法中交换个体。 这些同步辅助类在处理复杂的并发问题时提供了丰富的选择，可以根据不同的需求选择合适的工具。理解并熟练使用它们，能帮助开发者编写出高效且线程安全的并发代码，提高系统的并行处理能力。