Java中的5种同步辅助类介绍

 更新时间:2014年04月22日 10:44:07   作者:  
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

 当你使用synchronized关键字的时候,是通过互斥器来保障线程安全以及对共享资源的同步访问。线程间也经常需要更进一步的协调执行,来完成复杂的并发任务,比如wait/notify模式就是一种在多线程环境下的协调执行机制。

通过API来获取和释放锁(使用互斥器)或者调用wait/notify等方法都是底层调用的方式。进一步来说,有必要为线程同步创建更高层次的抽象。通常用到的同步辅助类,就是对2个或多个线程间的同步活动机制做进一步封装,其内部原理是通过使用现有的底层API来实现复杂的线程间的协调。

有5种同步辅助类适用于常见的同步场景:

1. Semaphore 信号量是一类经典的同步工具。信号量通常用来限制线程可以同时访问的(物理或逻辑)资源数量。

2.CountDownLatch 一种非常简单、但很常用的同步辅助类。其作用是在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,允许一个或多个线程一直阻塞。

3.CyclicBarrier 一种可重置的多路同步点,在某些并发编程场景很有用。它允许一组线程互相等待,直到到达某个公共的屏障点 (common barrier point)。在涉及一组固定大小的线程的程序中,这些线程必须不时地互相等待,此时 CyclicBarrier 很有用。因为该 barrier在释放等待线程后可以重用,所以称它为循环的barrier。

4.Phaser 一种可重用的同步屏障,功能上类似于CyclicBarrier和CountDownLatch,但使用上更为灵活。非常适用于在多线程环境下同步协调分阶段计算任务(Fork/Join框架中的子任务之间需同步时,优先使用Phaser)

5.Exchanger 允许两个线程在某个汇合点交换对象,在某些管道设计时比较有用。Exchanger提供了一个同步点,在这个同步点,一对线程可以交换数据。每个线程通过exchange()方法的入口提供数据给他的伙伴线程,并接收他的伙伴线程提供的数据并返回。当两个线程通过Exchanger交换了对象,这个交换对于两个线程来说都是安全的。Exchanger可以认为是 SynchronousQueue 的双向形式,在运用到遗传算法和管道设计的应用中比较有用。

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