来源丨Java技术指北（ID：javanorth）
JUC（java.util.concurrent）是在Java 5中引入的一个并发编程的扩展库，目的是为了更加方便、快捷和安全地实现并发编程。它提供了一系列的工具类、锁、队列以及原子类等来协调多线程之间的操作。
基于现代硬件不断地发展，为了充分利用服务器资源，并发编程在我们的开发中已经无处不在，今天主要了解下JUC包中提供的几个工具类，让我们在并发编程时提供助力。
Java并发编程是一门复杂的技术，其中有一些难点需要特别注意。以下是一些Java并发编程的难点：
线程安全：多线程执行的代码必须是线程安全的，否则会产生竞态条件和其他问题。
死锁：当多个线程因为互相等待其他线程释放锁而无法继续执行时，就会产生死锁。
竞态条件：当多个线程试图同时访问同一个共享资源时，就会产生竞态条件。
内存可见性：多个线程同时访问同一个变量时，可能会产生内存可见性问题，即一个线程对变量的修改不会立即被其他线程所感知。
并发集合类：Java提供了一些并发集合类，如ConcurrentHashMap和ConcurrentLinkedQueue，但使用它们需要注意一些细节问题。
线程池：线程池是Java并发编程中的一个重要概念，但线程池的使用也需要注意一些问题，如线程池大小、任务队列类型等。
CAS操作：Java提供了CAS（Compare-And-Swap）操作，可以用于实现非阻塞算法，但使用CAS操作需要非常小心，以免产生ABA问题等。
核心方法：
/**
* 定义计数器数量，用于定义多少个执行线程
*/
public CountDownLatch(int count);
/**
* 阻塞方法，直到计数器为0时才会继续执行后续代码
*/
public void await();
/**
* 每次调用改方法，则计数器减一
*/
public void countDown();
核心方法：
/**
* 定义计数器数量与回调函数
*/
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction);
/**
* 阻塞方法，当有线程执行到则计数器加一，等到达到目标数后才会继续后续代码
*/
public int await();
/**
* 通过该方法可以实现计数器的重置
*/
public void reset();
核心方法：
/**
* 定义许可数量
*/
public Semaphore(int permits);
/**
* 申请许可，改方法会阻塞程序
*/
public void acquire();
/**
* 释放许可
*/
public void release();
CountDownLatch的使用场景
CountDownLatch是Java并发包中的一个工具类，它可以实现线程之间的协作。具体来说，CountDownLatch可以让一个线程等待多个线程执行完毕，再继续执行。CountDownLatch常用于以下场景：
@Test
public void test() throws InterruptedException {
int count = 10;
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(count);
IntStream.range(0,count).forEach(i->{
new Thread(()->{
System.out.println( "执行线程："+ i );
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
countDownLatch.countDown();
}).start();
});
countDownLatch.await();
System.out.println("线程执行完成");
}
CyclicBarrier的使用场景
它允许多个线程在某个屏障处等待，直到所有线程都到达该屏障时才会继续执行。
CyclicBarrier 适用于一组线程需要相互等待，直到所有线程都完成某个任务后才能继续执行下一步操作的场景。例如，一个大型的计算任务可以被分成多个子任务， 每个子任务由一个线程执行。当所有子任务完成后，这些线程需要等待，直到所有子任务都完成，然后再执行下一步操作。
另外，CyclicBarrier 还可以用于优化代码性能。例如，当我们需要等待多个线程都完成某项工作后，才能进行下一步操作。此时，我们可以使用 CyclicBarrier 来实现等待， 而不是使用 Thread.sleep() 方法等待一段时间。这样可以避免无谓的等待时间，提高代码效率。
@Test
public void test() {
int count = 10;
AtomicBoolean finish = new AtomicBoolean(false);
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(count, ()->{
System.out.println("线程执行完成");
finish.set(true);
});
IntStream.range(0,count).forEach(i->{
new Thread(()->{
System.out.println( "执行线程："+ i );
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (BrokenBarrierException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}).start();
});
while (!finish.get()){}
}
Semaphore的使用场景
它可以控制同时访问某个共享资源的线程数量。常用于限制同时访问某个资源的线程数量，例如数据库连接池、线程池等。
@Test
public void test() {
int count = 10;
Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
IntStream.range(0,count).forEach(i->{
new Thread(()->{
try {
semaphore.acquire();
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println( "执行线程："+ i );
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
semaphore.release();
}).start();
});
while (true){}
}
涉及到线程的开发都伴随着复杂性，不管是在代码调试上还是理解线程切换与安全性上，JUC提供的各种强大的工具类将并发编程的复杂性进行了封装，不管是在使用或是扩展上，都能通过简单的几行代码实现多线程的各种协调工作。
推荐阅读：
文章引用微信公众号"脚本之家",如有侵权,请联系管理员删除!