CountDownLatchCyclicBarrierSemaphore多线程协助操作API

Posted 2023-02-18 learning_code_blog

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Semaphore信号量

CountDownLatch协助线程

CyclicBarrier 循环利用

总结

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主要说一下应用场景

Semaphore信号量

 场景:Semaphore 许可证
1、可以限制每个资源同时处理能力 比如：一个API接口、限制只能同时两个线程响应请求，其余的线程需要等待
处理逻辑：
 a.获取线程之后semaphore.acquire() -- 如果没有获取，则会阻塞
 b.用完之后释放 semaphore.release();

场景1：一个API接口，限制同时只能两个线程想相应请求，针对单机版本，可以做限流处理。

public class SemaphoreDemo01 

    static Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

    /**
     * Semaphore 许可证
     * 1、可以限制每个资源同时处理能力 比如：一个API接口、限制只能同时两个线程响应请求，其余的线程需要等待
     * 处理逻辑：
     * a.获取线程之后semaphore.acquire() -- 如果没有获取，则会阻塞
     * b.用完之后释放 semaphore.release();
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) 
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) 
            int  finalInt = i ;
            executorService.submit(() -> 
                try 
                    // 获取许可证 如果没有获取，则会阻塞
                    semaphore.acquire();
//                    semaphore.acquire(2); // 可以一次性获取2个授权
                 catch (InterruptedException e) 
                    e.printStackTrace();
                
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到许可证，耗时2 s");
                try 
                    Thread.sleep(2000);
                 catch (InterruptedException e) 
                    e.printStackTrace();
                
                System.out.println("慢服务执行完成："+Thread.currentThread().getName());
                // 释放许可证
                semaphore.release();
            );
        
        executorService.shutdown();
    

CountDownLatch协助线程

 两种用法：允许一个或多个线程，等待其他一组线程完成操作，再继续执行。

场景1：eg: 比如去查询外部接口API,多个不同类型的API都需要请求

跑步为例，所有runner都需要等待裁判员枪响之后才开始运动

public class CountDownLatchDemo03 

    /**
     * 运动员 到达终点、所有场景统一汇合之后然后进行
     */
   static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) 
            int finalInt = i ;
            executorService.submit(()->
                try 
                    Thread.sleep((long) (Math.random()*100));
                    countDownLatch.countDown();
                 catch (Exception e) 
                    e.printStackTrace();
                
                System.out.println("第" + finalInt + "号 到达终点 ");
            );
        
        System.out.println("等待所有运动员跑完");
        countDownLatch.await();
        System.out.println("所有人都跑完了");
        executorService.shutdown();
    

场景2   

•  运动员到达终点时，需要知道是否已经所有运动员已经到场了
• 程序中，比如买机票，针对同一个行程，从不同的航空公司获取对应的票价返回给前端。 

public class CountDownLatchDemo03 

    /**
     * 运动员 到达终点
     */
   static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) 
            int finalInt = i ;
            executorService.submit(()->
                try 
                    Thread.sleep((long) (Math.random()*100));
                    countDownLatch.countDown();
                 catch (Exception e) 
                    e.printStackTrace();
                
                System.out.println("第" + finalInt + "号 到达终点 ");
            );
        
        System.out.println("等待所有运动员跑完");
        countDownLatch.await();
        System.out.println("所有人都跑完了");
        executorService.shutdown();
    

 

CyclicBarrier 循环利用

场景: 多人骑行车、多人坐船

eg:

比如去海边游玩，三人自行车、需要等待三人才能开始,下大巴车之后到海边有一段距离（需要步行，每个人的速度不一样），所以就出现了必须要三个人之后才能启动自行车

public class CyclicBarrierDemo01 

    // 参数构建 还可以添加其他的
   // 方式1// private static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(4);
   // 方式2 循环一次(在开闸的时候) 打印一次
    private static CyclicBarrier cyclicBarrier =  new CyclicBarrier(4,()->
        System.out.println("凑够人数了。 出发！");
    );

    public static void main(String[] args) 
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for (int i = 0; i < 16; i++) 
            int finalInt = i ;
            System.out.println("第" + finalInt +" 前往，等待启动");
            executorService.submit(()->
                try 
                    Thread.sleep((long) (Math.random()*1000));
                 catch (InterruptedException e) 
                    e.printStackTrace();
                
                System.out.println("第" + finalInt +" 到达驿站，等待启动");
                try 
                    cyclicBarrier.await(10, TimeUnit.SECONDS);// 当不足时，超过时间区间。则会抛出异常
                    System.out.println("第" + finalInt +" 开始骑车");
                 catch (InterruptedException e) 
                    e.printStackTrace();
                 catch (BrokenBarrierException e) 
                    e.printStackTrace();
                 catch (TimeoutException e) 
                    e.printStackTrace();
                
            );
        
        executorService.shutdown();
    

总结

# Semaphore 信号量
1、控制用户请求的数量。比如限制2个线程进入，其余的线程则需要等待，直到某个线程完成才会重新进入新的线程工作
# CountDownLatch 
用法1：
  主线程等待-多个子线程执行完成之后一起执行
   eg: 比如去查询外部接口API,多个不同类型的API都需要请求， 
   **1.api1 2.api2 3.api3**
   一般做法： 一次调用api1、api2、api3
   同时调用 ：多线程调用api1、api2、api3
   最后主线程等待即可
   
用法2：
  多个线程等待某一个线程信号，同时开始执行
    eg: 同时5个线程同时争夺某个资源
    一般在测试类中使用

# CyclicBarrier 循环使用场景
场景：
  比如 划船，必须4个人一组，否则不允许开船，并且可以循环执行

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