要學(xué)習(xí)多線程一些基本的同步類也是不得不學(xué)習(xí)的，這里主要講一點(diǎn)基本的概念與使用。

阻塞隊(duì)列

阻塞隊(duì)列提供可阻塞的put和take方法，支持定時(shí)的offer和poll方法，如果隊(duì)列已經(jīng)滿了，那么put方法將阻塞直到有空間可用；如果隊(duì)列為空，那么take方法將會(huì)阻塞直到有元素可用；同時(shí)隊(duì)列可以是有界也可以是無(wú)界的，無(wú)界隊(duì)列永遠(yuǎn)都不會(huì)充滿，因此無(wú)界隊(duì)列的put方法永遠(yuǎn)不會(huì)阻塞；

JAVA中的阻塞隊(duì)列主要有以實(shí)現(xiàn)BlockingQueue接口的幾個(gè)類，其中LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue對(duì)應(yīng)LinkedList與ArrayList，他們是先進(jìn)先出隊(duì)列（FIFO）；阻塞隊(duì)列能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)者與消費(fèi)者的關(guān)系，生產(chǎn)者往隊(duì)列中put數(shù)據(jù)，而消費(fèi)者往take中拉取數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)異步操作。曾經(jīng)的生產(chǎn)中的例子簡(jiǎn)化后如下圖：

隊(duì)列還有一些實(shí)現(xiàn)比如：

PriorityBlockingQueue隊(duì)列是優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，根據(jù)元素的比較來(lái)控制順序；

SynchronousQueue隊(duì)列維護(hù)的不是元素而是線程，這些線程在等待把元素加入或者移除隊(duì)列，就好像餐館出菜，前面的隊(duì)列都是把菜炒好了放到放菜的地方，服務(wù)員一個(gè)一個(gè)拿走，而SynchronousQueue則沒有放菜的地方，廚師炒好菜直接給服務(wù)員端走，所以SynchronousQueue要求消費(fèi)者足夠多，并且總是有至少一個(gè)消費(fèi)者在等待才適合用。

同步工具類

閉鎖

閉鎖：可以延遲線程的進(jìn)度直到其到達(dá)終止?fàn)顟B(tài)。閉鎖相當(dāng)于一個(gè)閘門，在閉鎖到達(dá)結(jié)束狀態(tài)之前，這個(gè)閘門一直是關(guān)閉的，任何線程都不能通過當(dāng)?shù)竭_(dá)結(jié)束狀態(tài)時(shí)，閘門允許所有線程通過，閉鎖到達(dá)結(jié)束狀態(tài)后不會(huì)再改變狀態(tài)閉鎖。

閉鎖主要作用是可以用來(lái)確保一些活動(dòng)直到其他活動(dòng)都完成后才繼續(xù)執(zhí)行。比如一個(gè)初始化需要等另一個(gè)初始化，比如所有玩家都準(zhǔn)備才開始。

CountDownLatch是一種閉鎖實(shí)現(xiàn)，它初始化一個(gè)正數(shù)，countDown方法使數(shù)字遞減，await方法使線程等待計(jì)數(shù)器到0，否則阻塞，示例如下圖：

這個(gè)方法主要用來(lái)統(tǒng)計(jì)一個(gè)任務(wù)在多個(gè)線程同步執(zhí)行下消耗時(shí)間，利用兩個(gè)閉鎖實(shí)現(xiàn)了線程先一起準(zhǔn)備好，然后放開開始閉鎖，所有線程一起執(zhí)行，每個(gè)線程最后都會(huì)countDown一下結(jié)束閉鎖，當(dāng)所有線程執(zhí)行完成結(jié)束閉鎖也就方法，這樣就可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)所有線程一起執(zhí)行消耗的時(shí)間。

FutureTask

FutrueTask是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Runnable的類，并且它可以獲取到線程的執(zhí)行結(jié)果，get方法執(zhí)行取決于任務(wù)的狀態(tài)，如果任務(wù)已經(jīng)完成，那么get會(huì)立即返回結(jié)果，否則get將

阻塞直到任務(wù)進(jìn)入完成狀態(tài)，可以利用它的這個(gè)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)閉鎖。

它還可以用來(lái)異步提前計(jì)算一些比較耗性能的值，比如一個(gè)操作比較耗性能那么可以讓它先執(zhí)行，等到需要計(jì)算的結(jié)果的時(shí)候在get。

信號(hào)量

計(jì)數(shù)信號(hào)量（Counting Semaphore）用來(lái)控制同時(shí)訪問某個(gè)特定資源的操作數(shù)量，或者同時(shí)執(zhí)行某個(gè)指定操作的數(shù)量。

實(shí)現(xiàn)原理是：Semaphore管理著一組虛擬的許可，執(zhí)行操作前必須先acquire獲得許可，這個(gè)許可就減一，如果許可被減到0，線程再來(lái)獲取許可就阻塞等待其他線程在操作完成后release釋放許可；

比如初始化了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)線程池，每個(gè)線程獲取線程池時(shí)先acquire，如果獲取成功說(shuō)明有線程繼續(xù)執(zhí)行，如果沒有線程了acquire方法會(huì)阻塞等待有多余線程。

還可以把計(jì)數(shù)信號(hào)量的數(shù)量設(shè)置為1，那么只要有一個(gè)線程acquire成功，其他線程就只能等待直到線程release，這樣就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)互斥鎖。

柵欄

柵欄類似于閉鎖，他也是阻塞一組線程直到某個(gè)事件發(fā)生，區(qū)別在于柵欄是等待所有線程到達(dá)指定，而閉鎖是等待一個(gè)事件，閉鎖是一次性的不會(huì)重置。閉鎖是等待其他線程執(zhí)行完成等待線程才開始執(zhí)行，而柵欄是讓每個(gè)線程都等待，直到所有線程都是等待狀態(tài)，那么所有線程一起繼續(xù)執(zhí)行。

可能有點(diǎn)不好理解，通過下面一個(gè)例子和閉鎖例子進(jìn)行對(duì)比，示例如下圖：

不管執(zhí)行多少次，一定是所有的"開始"打印完成后才會(huì)打印"結(jié)束"，并且如果線程的數(shù)量沒有初始化柵欄的值多，所有線程都會(huì)處于阻塞狀態(tài)。

總結(jié)

今天總結(jié)了一點(diǎn)阻塞隊(duì)列的知識(shí)和應(yīng)用，平時(shí)一些消耗性能而創(chuàng)建線程去異步執(zhí)行可能會(huì)造成線程太多的情況，可以簡(jiǎn)單的通過阻塞隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者的方式來(lái)解決問題。

還總結(jié)了一點(diǎn)同步工具類的知識(shí)，主要是理解這些基本概念和使用場(chǎng)景，閉鎖通過觸發(fā)countDown來(lái)減少計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器減到0，await方法放行。信號(hào)量則是acquire方法去獲取release方法去釋放，柵欄則是先運(yùn)行到await地方的線程先等待，等到所有線程都到了再一起執(zhí)行，尤其要理解閉鎖和柵欄的區(qū)別。

閉鎖用來(lái)確保一些活動(dòng)執(zhí)行完成才執(zhí)行一些操作，信號(hào)量用來(lái)保證某些操作的數(shù)量，柵欄用來(lái)等待所有操作一起到達(dá)指定點(diǎn)再一起繼續(xù)執(zhí)行。

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