이 글은 Java의 세 가지 보조 클래스인 CountDownLatch, CyclicBarrier 및 Semaphore의 사용법을 소개합니다. 필요한 친구들이 참고할 수 있기를 바랍니다.
Java 1.5에서는 동시 프로그래밍에 도움이 되는 CountDownLatch, CyclicBarrier 및 Semaphore와 같은 매우 유용한 보조 클래스가 제공됩니다. 오늘은 이 세 가지 보조 클래스의 사용법을 알아 보겠습니다.
1.CountDownLatch 사용법
CountDownLatch 클래스는 java.util.concurrent 패키지 아래에 있으며 이를 사용하여 카운터와 유사한 기능을 구현할 수 있습니다. 예를 들어, 실행되기 전에 다른 4개의 작업이 완료될 때까지 기다려야 하는 작업 A가 있습니다. 이때 CountDownLatch를 사용하여 이 기능을 구현할 수 있습니다.
CountDownLatch 클래스는 하나의 생성자만 제공합니다.
public CountDownLatch(int count) { }; //参数count为计数值다음 세 가지 메서드는 CountDownLatch 클래스에서 가장 중요한 메서드입니다.
public void await() throws InterruptedException { }; //调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //和await()类似，只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行
public void countDown() { }; //将count值减1CountDownLatch의 사용법을 이해하려면 아래 예를 살펴보세요.
public class Test {
public static void main(String[] args) {
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
new Thread(){
public void run() {
try {
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
latch.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
};
}.start();
new Thread(){
public void run() {
try {
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
latch.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
};
}.start();
try {
System.out.println("等待2个子线程执行完毕...");
latch.await();
System.out.println("2个子线程已经执行完毕");
System.out.println("继续执行主线程");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}실행 결과:
线程Thread-0正在执行 线程Thread-1正在执行 等待2个子线程执行完毕... 线程Thread-0执行完毕 线程Thread-1执行完毕 2个子线程已经执行完毕 继续执行主线程
2. CyclicBarrier 사용법
말 그대로 루프 장벽을 의미하며 이를 통해 스레드 그룹이 특정 상태를 기다린 다음 동시에 모두 실행할 수 있습니다. 모든 대기 스레드가 해제된 후에 CyclicBarrier를 재사용할 수 있기 때문에 이를 루프백이라고 합니다. 일단 이 상태 장벽을 호출해 보겠습니다. wait() 메서드가 호출되면 스레드는 장벽에 있게 됩니다.
CyclicBarrier 클래스는 java.util.concurrent 패키지 아래에 있습니다. CyclicBarrier는 2개의 생성자를 제공합니다.
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
}
public CyclicBarrier(int parties) {
}매개변수 당사자는 매개변수 BarrierAction이 실행될 때까지 대기할 수 있는 스레드 또는 작업 수를 나타냅니다. 스레드는 모두 장벽 상태에 도달합니다.
CyclicBarrier에서 가장 중요한 메서드는 2개의 오버로드된 버전이 있는 wait 메서드입니다.
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException { };
public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException { };첫 번째 버전은 더 일반적으로 사용되며 모든 스레드가 장벽 상태에 도달할 때까지 현재 스레드를 일시 중지한 후 후속 작업을 실행하는 데 사용됩니다. ;
두 번째 버전은 이러한 스레드가 일정 시간 동안 대기하도록 하는 것입니다. 여전히 장벽 상태에 도달하지 않은 스레드가 있으면 장벽에 도달한 스레드가 후속 작업을 수행하도록 합니다.
이해를 위해 몇 가지 예를 들어보겠습니다.
데이터를 써야 하는 스레드가 여러 개 있고 모든 스레드가 데이터 쓰기 작업을 완료한 후에만 이 스레드는 현재 다음 작업을 계속할 수 있습니다. CyclicBarrier를 사용할 수 있습니다:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
for(int i=0;i<N;i++)
new Writer(barrier).start();
}
static class Writer extends Thread{
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
try {
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}catch(BrokenBarrierException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
}
}
}실행 결과:
线程Thread-0正在写入数据... 线程Thread-3正在写入数据... 线程Thread-2正在写入数据... 线程Thread-1正在写入数据... 线程Thread-2写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-0写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-3写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-1写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 所有线程写入完毕，继续处理其他任务... 所有线程写入完毕，继续处理其他任务... 所有线程写入完毕，继续处理其他任务... 所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
위의 출력 결과에서 볼 수 있듯이 각 쓰기 스레드가 데이터 쓰기 작업을 완료한 후 다른 스레드가 쓰기 작업을 완료할 때까지 기다립니다.
모든 스레드 쓰기 작업이 완료된 후 모든 스레드는 계속해서 후속 작업을 수행합니다.
모든 스레드가 쓰기 작업을 마친 후 추가 작업을 수행하려면 CyclicBarrier에 Runnable 매개 변수를 제공할 수 있습니다.
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N,new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("当前线程"+Thread.currentThread().getName());
}
});
for(int i=0;i<N;i++)
new Writer(barrier).start();
}
static class Writer extends Thread{
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
try {
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}catch(BrokenBarrierException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
}
}
}실행 결과:
线程Thread-0正在写入数据... 线程Thread-1正在写入数据... 线程Thread-2正在写入数据... 线程Thread-3正在写入数据... 线程Thread-0写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-1写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-2写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-3写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 当前线程Thread-3 所有线程写入完毕，继续处理其他任务... 所有线程写入完毕，继续处理其他任务... 所有线程写入完毕，继续处理其他任务... 所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
4개 스레드가 모두 장벽 상태에 도달하면 결과에서 볼 수 있듯이 , Runnable을 실행하기 위해 4개의 스레드 중 하나의 스레드가 선택됩니다.
await 시간을 지정했을 때의 효과를 살펴보겠습니다.
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
for(int i=0;i<N;i++) {
if(i<N-1)
new Writer(barrier).start();
else {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Writer(barrier).start();
}
}
}
static class Writer extends Thread{
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
try {
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
try {
cyclicBarrier.await(2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
} catch (TimeoutException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}catch(BrokenBarrierException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
}
}
}실행 결과:
线程Thread-0正在写入数据...
线程Thread-2正在写入数据...
线程Thread-1正在写入数据...
线程Thread-2写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
线程Thread-0写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
线程Thread-1写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
线程Thread-3正在写入数据...
java.util.concurrent.TimeoutException
Thread-1所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
Thread-0所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source)
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source)
at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source)
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source)
at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source)
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source)
at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58)
Thread-2所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
线程Thread-3写入数据完毕，等待其他线程写入完毕
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source)
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source)
at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58)
Thread-3所有线程写入完毕，继续处理其他任务...위 코드는 처음 세 스레드 이후에 메인 메서드의 for 루프에서 마지막 스레드의 시작을 의도적으로 지연합니다. 지정된 시간 동안 기다렸다가 네 번째 스레드가 장벽에 도달하지 않은 것을 확인한 후 예외가 발생하고 후속 작업이 계속 실행됩니다.
또한 CyclicBarrier는 재사용이 가능합니다. 다음 예를 살펴보세요.
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
for(int i=0;i<N;i++) {
new Writer(barrier).start();
}
try {
Thread.sleep(25000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("CyclicBarrier重用");
for(int i=0;i<N;i++) {
new Writer(barrier).start();
}
}
static class Writer extends Thread{
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
try {
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟写入数据操作
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}catch(BrokenBarrierException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
}
}
}실행 결과:
线程Thread-0正在写入数据... 线程Thread-1正在写入数据... 线程Thread-3正在写入数据... 线程Thread-2正在写入数据... 线程Thread-1写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-3写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-2写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-0写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 Thread-0所有线程写入完毕，继续处理其他任务... Thread-3所有线程写入完毕，继续处理其他任务... Thread-1所有线程写入完毕，继续处理其他任务... Thread-2所有线程写入完毕，继续处理其他任务... CyclicBarrier重用 线程Thread-4正在写入数据... 线程Thread-5正在写入数据... 线程Thread-6正在写入数据... 线程Thread-7正在写入数据... 线程Thread-7写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-5写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-6写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 线程Thread-4写入数据完毕，等待其他线程写入完毕 Thread-4所有线程写入完毕，继续处理其他任务... Thread-5所有线程写入完毕，继续处理其他任务... Thread-6所有线程写入完毕，继续处理其他任务... Thread-7所有线程写入完毕，继续处理其他任务...
실행 결과에서 처음 4개의 스레드가 장벽 상태를 넘은 후에 사용할 수 있음을 알 수 있습니다. 새로운 라운드를 위해. CountDownLatch는 재사용할 수 없습니다.
3. 세마포 사용
세마포는 말 그대로 세마포로 번역됩니다. 동시에 액세스되는 스레드 수를 제어하고, acquire()를 통해 권한을 얻고, 그렇지 않은 경우 release()는 권한을 해제할 수 있습니다.
Semaphore 클래스는 java.util.concurrent 패키지에 있습니다. 2개의 생성자를 제공합니다:
public Semaphore(int permits) { //参数permits表示许可数目，即同时可以允许多少线程进行访问
sync = new NonfairSync(permits);
}
public Semaphore(int permits, boolean fair) { //这个多了一个参数fair表示是否是公平的，即等待时间越久的越先获取许可
sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}Semaphore 클래스의 더 중요한 메서드에 대해 이야기해 보겠습니다. 첫 번째는 acquire() 및 release() 메서드입니다. :
public void acquire() throws InterruptedException { } //获取一个许可
public void acquire(int permits) throws InterruptedException { } //获取permits个许可
public void release() { } //释放一个许可
public void release(int permits) { } //释放permits个许可acquire()는 권한을 얻는 데 사용됩니다. 권한을 얻을 수 없으면 권한을 얻을 때까지 기다립니다.
release()는 권한을 해제하는 데 사용됩니다. 공개하려면 먼저 허가를 받아야 합니다.
이 네 가지 방법은 차단됩니다. 실행 결과를 즉시 얻으려면 다음 방법을 사용할 수 있습니다.
public boolean tryAcquire() { }; //尝试获取一个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //尝试获取一个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits) { }; //尝试获取permits个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //尝试获取permits个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false또한 availablePermits() 방법을 통해 사용 가능한 권한 수를 얻을 수도 있습니다.
예를 통해 세마포어의 구체적인 용도를 살펴보겠습니다.
공장에 기계가 5개 있지만 작업자는 8명이라고 가정해 보겠습니다. 기계는 한 번에 한 명의 작업자만 사용할 수 있습니다. 계속 사용하세요. 그런 다음 세마포어를 통해 이를 달성할 수 있습니다.
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int N = 8; //工人数
Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //机器数目
for(int i=0;i<N;i++)
new Worker(i,semaphore).start();
}
static class Worker extends Thread{
private int num;
private Semaphore semaphore;
public Worker(int num,Semaphore semaphore){
this.num = num;
this.semaphore = semaphore;
}
@Override
public void run() {
try {
semaphore.acquire();
System.out.println("工人"+this.num+"占用一个机器在生产...");
Thread.sleep(2000);
System.out.println("工人"+this.num+"释放出机器");
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}실행 결과:
工人0占用一个机器在生产... 工人1占用一个机器在生产... 工人2占用一个机器在生产... 工人4占用一个机器在生产... 工人5占用一个机器在生产... 工人0释放出机器 工人2释放出机器 工人3占用一个机器在生产... 工人7占用一个机器在生产... 工人4释放出机器 工人5释放出机器 工人1释放出机器 工人6占用一个机器在生产... 工人3释放出机器 工人7释放出机器 工人6释放出机器
다음은 위에서 언급한 세 가지 보조 클래스에 대한 요약입니다.
1) CountDownLatch와 CyclicBarrier는 모두 스레드 간 대기를 실현할 수 있지만 서로 다른 초점을 가지고 있습니다.
CountDownLatch는 일반적으로 스레드 A가 실행되기 전에 여러 다른 스레드가 작업을 완료할 때까지 기다리는 데 사용됩니다.
그리고 CyclicBarrier는 일반적으로 스레드 그룹이 서로 특정 상태에 도달할 때까지 기다리는 데 사용됩니다.
또한 CountDownLatch는 재사용할 수 없지만 CyclicBarrier는 재사용할 수 있습니다.
2) 세마포어는 실제로 잠금과 다소 유사합니다. 일반적으로 특정 리소스 세트에 대한 액세스를 제어하는 데 사용됩니다.
위 내용은 Java의 세 가지 보조 클래스 CountDownLatch, CyclicBarrier 및 Semaphore의 사용법 소개의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!
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