1.CountDownLatch

1.2.示例：班長鎖門問題

問題描述：假如有7個同學晚上上自習，鑰匙在班長手上，并且要負責鎖門，班長必須要等所有人都走光了，班長才能關燈鎖門，這6個同學的順序是無序的，不知道它們是何時離開，6個同學各上各的自習，中間沒有互動，假如說6個學生是普通執行緒，班長是主執行緒，如何讓主執行緒要等一堆執行緒運行完了，主執行緒才能運行完成呢，

public class CountDownLatchDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		for(int i=1;i<=6;i++){
			new Thread(()->{
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t離開教室");
			},String.valueOf(i)).start();
		}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t班長關門走人");
	}
}

運行結果截圖

最后還有三個人被鎖在教師了，這樣可能會發生事故，所以肯定不行的，

我們要想實作這樣的效果，就是等其它執行緒全部走完了，主執行緒才能運行，就需要借助JUC中的CountDownLatch類

1.2.CountDownLatch類簡介：

1.2.1 CountDownLatch概念

CountDownLatch是一個同步工具類，用來協調多個執行緒之間的同步，或者說起到執行緒之間的通信（而不是用作互斥的作用），

CountDownLatch能夠使一個執行緒在等待另外一些執行緒完成各自作業之后，再繼續執行，使用一個計數器進行實作，計數器初始值為執行緒的數量，當每一個執行緒完成自己任務后，計數器的值就會減一，當計數器的值為0時，表示所有的執行緒都已經完成一些任務，然后在CountDownLatch上等待的執行緒就可以恢復執行接下來的任務，

CountDownLatch說明:count計數，down倒計算，Latch開始

1.2.3 CountDownLatch的用法

某一執行緒在開始運行前等待n個執行緒執行完畢，將CountDownLatch的計數器初始化為new CountDownLatch(n)，每當一個任務執行緒執行完畢，就將計數器減1 countdownLatch.countDown()，當計數器的值變為0時，在CountDownLatch上await()的執行緒就會被喚醒，一個典型應用場景就是啟動一個服務時，主執行緒需要等待多個組件加載完畢，之后再繼續執行，
CountDownLatch底層建構式源代碼

public CountDownLatch(int count) {
        if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
        this.sync = new Sync(count);
    }

1.3.CountDownLatch案例：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		//6個同學正在上自習，每個人就有一個1計數器，走1個數字減1，main執行緒啟動，必須要等計時器從6變成0，才能開始，
		CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(6);
		for(int i=1;i<=6;i++){
			new Thread(()->{
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t離開教室");
				countDownLatch.countDown();		//計算減少一個
			},String.valueOf(i)).start();
		}
		countDownLatch.await();	//班長前面需要被阻塞
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t班長關門走人");
	}

運行結果截圖

這里每個人何時走并不知道， 但是可以保證每次都是班長最后一個走，

1.4.原理總結

CountDownLatch主要有兩個方法，當一個或多個執行緒呼叫await方法時，這些執行緒會被阻塞，
其它執行緒呼叫countDown方法將會使計數器減1（呼叫countDown方法的執行緒不會阻塞）
當計數器的值變為0時，因await方法阻塞的執行緒會被喚醒，繼續執行，

2.CyclicBarrier

2.1.CyclicBarrier簡介

cyclic回圈，barrier屏障，
從字面上的意思可以知道，這個類的中文意思是“回圈柵欄”，大概的意思就是一個可回圈利用的屏障，
它的作用就是會讓所有執行緒都等待完成后才會繼續下一步行動，
上面班長關門的例子是做倒計時，這里是反過來，做加法，數到多少就開始，
比如人到齊了，再開會，，舉個例子，就像生活中我們會約同事一起去開會，有些同事可能會早到，有些同事可能會晚到，但是這個會議規定必須等到所有人到齊之后才會讓我們正式開會，這里的同事們就是各個執行緒，會議就是 CyclicBarrier，

構造方法

public CyclicBarrier(int parties)
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

決議：
parties 是參與執行緒的個數
第二個構造方法有一個 Runnable 引數，這個引數的意思是最后一個到達執行緒要做的任務

我們通常用第二個建構式，

2.2.案例：集齊7顆龍珠召喚神龍

public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(7,()->{System.out.println("召喚神龍");});
		for(int i=1;i<=7;i++){
			final int tempInt=i;
			new Thread(()->{
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t收集到第"+tempInt+"顆龍珠");
				try {
					//某個執行緒收集到了龍珠只能先等著，等龍珠收齊了才能召喚神龍
					cyclicBarrier.await();
				} catch (Exception e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			},String.valueOf(i)).start();;
		}
	}

截圖

3.Semophore

3.1.Semophore簡介

前面討論的問題都是多對一的問題，我們現在可以討論多對多的問題了，

假設有7個兄弟開車上班，而現在只有4個車位，7部車并列開進4個車位，每個車停了多長時間未知，資源被占用完了，假設有一個車只停了2s,那么它走了，外面的車又可以進來了，走一個進一個，最后全部都可以進去，而semophore就是控制多執行緒的并發策略，

簡單理解來說，Semaphore：信號量主要用于兩個目的：一個是用于多個共享資源的互斥使用；另一個用于并發執行緒數量的控制，

Semaphore類有兩個重要方法

1、semaphore.acquire();
請求一個信號量，這時候信號量個數-1，當減少到0的時候，下一次acquire不會再執行，只有當執行一個release()的時候，信號量不為0的時候才可以繼續執行acquire

2、semaphore.release();
釋放一個信號量，這時候信號量個數+1，

3.2.搶車位問題

public static void main(String[] args) {
		//模擬6部車搶3個空車位
		Semaphore semaphore=new Semaphore(3);//模擬資源類，有3個空車位
		for(int i=1;i<=6;i++){
			new Thread(()->{
				try {
					//誰先搶到了，誰就占一個車位，并且要把semaphore中的資源數減1
					semaphore.acquire();
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t搶占到了車位");
					TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t離開了車位");
					
				} catch (Exception e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}finally{
					//釋放車位
					semaphore.release();
				}
				
			},String.valueOf(i)).start();
		}
	}

運行結果截圖：

3.3.原理總結

在信號量上我們定義兩種操作：

acquire(獲取)當一個執行緒呼叫acquire操作時，它要么通過成功獲取信號量（信號量減1），要么一直等待下去，直到有執行緒釋放信號量，或超時，

release(釋放)實際上會將信號量的值加1，然后喚醒等待的執行緒，

信號量主要用于兩個目的：一個是用于多個共享資源的互斥使用；另一個用于并發執行緒數量的控制

如果把資源數從3變成1了，此時就等價于synchronized，