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Snailclimb
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25062ef6cf
commit
a88a412075
@ -1,30 +1,33 @@
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<!-- MarkdownTOC -->
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<!-- TOC -->
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- [1 AQS 简单介绍](#1-aqs-简单介绍)
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- [2 AQS 原理](#2-aqs-原理)
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- [2.1 AQS 原理概览](#21-aqs-原理概览)
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- [2.2 AQS 对资源的共享方式](#22-aqs-对资源的共享方式)
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- [2.3 AQS底层使用了模板方法模式](#23-aqs底层使用了模板方法模式)
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- [3 Semaphore\(信号量\)-允许多个线程同时访问](#3-semaphore信号量-允许多个线程同时访问)
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- [2.3 AQS 底层使用了模板方法模式](#23-aqs-底层使用了模板方法模式)
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- [3 Semaphore(信号量)-允许多个线程同时访问](#3-semaphore信号量-允许多个线程同时访问)
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- [4 CountDownLatch （倒计时器）](#4-countdownlatch-倒计时器)
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- [4.1 CountDownLatch 的三种典型用法](#41-countdownlatch-的三种典型用法)
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- [4.2 CountDownLatch 的使用示例](#42-countdownlatch-的使用示例)
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- [4.3 CountDownLatch 的不足](#43-countdownlatch-的不足)
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- [4.4 CountDownLatch相常见面试题：](#44-countdownlatch相常见面试题)
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- [5 CyclicBarrier\(循环栅栏\)](#5-cyclicbarrier循环栅栏)
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- [4.4 CountDownLatch 相常见面试题：](#44-countdownlatch-相常见面试题)
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- [5 CyclicBarrier(循环栅栏)](#5-cyclicbarrier循环栅栏)
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- [5.1 CyclicBarrier 的应用场景](#51-cyclicbarrier-的应用场景)
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- [5.2 CyclicBarrier 的使用示例](#52-cyclicbarrier-的使用示例)
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- [5.3 CyclicBarrier和CountDownLatch的区别](#53-cyclicbarrier和countdownlatch的区别)
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- [5.3 `CyclicBarrier`源码分析](#53-cyclicbarrier源码分析)
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- [5.4 CyclicBarrier 和 CountDownLatch 的区别](#54-cyclicbarrier-和-countdownlatch-的区别)
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- [6 ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock](#6-reentrantlock-和-reentrantreadwritelock)
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- [参考](#参考)
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- [公众号](#公众号)
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<!-- /TOC -->
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> 常见问题：AQS 原理？;CountDownLatch 和 CyclicBarrier 了解吗,两者的区别是什么？用过 Semaphore 吗？
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### 1 AQS 简单介绍
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AQS 的全称为（AbstractQueuedSynchronizer），这个类在 java.util.concurrent.locks 包下面。
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@ -45,7 +48,6 @@ AQS是一个用来构建锁和同步器的框架，使用AQS能简单且高效
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看个 AQS(AbstractQueuedSynchronizer)原理图：
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AQS 使用一个 int 成员变量来表示同步状态，通过内置的 FIFO 队列来完成获取资源线程的排队工作。AQS 使用 CAS 对该同步状态进行原子操作实现对其值的修改。
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@ -234,8 +236,6 @@ tryReleaseShared(int)//共享方式。尝试释放资源，成功则返回true
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- http://www.cnblogs.com/waterystone/p/4920797.html
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- https://www.cnblogs.com/chengxiao/archive/2017/07/24/7141160.html
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### 3 Semaphore(信号量)-允许多个线程同时访问
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**synchronized 和 ReentrantLock 都是一次只允许一个线程访问某个资源，Semaphore(信号量)可以指定多个线程同时访问某个资源。** 示例代码如下：
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@ -295,7 +295,6 @@ public class SemaphoreExample1 {
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除了 `acquire`方法之外，另一个比较常用的与之对应的方法是`tryAcquire`方法，该方法如果获取不到许可就立即返回 false。
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Semaphore 有两种模式，公平模式和非公平模式。
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- **公平模式：** 调用 acquire 的顺序就是获取许可证的顺序，遵循 FIFO；
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@ -312,6 +311,7 @@ Semaphore 有两种模式，公平模式和非公平模式。
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sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
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}
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```
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**这两个构造方法，都必须提供许可的数量，第二个构造方法可以指定是公平模式还是非公平模式，默认非公平模式。**
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由于篇幅问题，如果对 Semaphore 源码感兴趣的朋友可以看下面这篇文章：
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@ -374,6 +374,7 @@ public class CountDownLatchExample1 {
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}
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```
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上面的代码中，我们定义了请求的数量为 550，当这 550 个请求被处理完成之后，才会执行`System.out.println("finish");`。
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与 CountDownLatch 的第一次交互是主线程等待其他线程。主线程必须在启动其他线程后立即调用 CountDownLatch.await()方法。这样主线程的操作就会在这个方法上阻塞，直到其他线程完成各自的任务。
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@ -400,6 +401,23 @@ CyclicBarrier 和 CountDownLatch 非常类似，它也可以实现线程间的
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CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续干活。CyclicBarrier 默认的构造方法是 `CyclicBarrier(int parties)`，其参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用`await`方法告诉 CyclicBarrier 我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。
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再来看一下它的构造函数：
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```java
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public CyclicBarrier(int parties) {
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this(parties, null);
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}
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public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
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if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
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this.parties = parties;
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this.count = parties;
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this.barrierCommand = barrierAction;
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}
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```
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其中，parties 就代表了有拦截的线程的数量，当拦截的线程数量达到这个值的时候就打开栅栏，让所有线程通过。
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#### 5.1 CyclicBarrier 的应用场景
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CyclicBarrier 可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的应用场景。比如我们用一个 Excel 保存了用户所有银行流水，每个 Sheet 保存一个帐户近一年的每笔银行流水，现在需要统计用户的日均银行流水，先用多线程处理每个 sheet 里的银行流水，都执行完之后，得到每个 sheet 的日均银行流水，最后，再用 barrierAction 用这些线程的计算结果，计算出整个 Excel 的日均银行流水。
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@ -482,6 +500,7 @@ threadnum:7is finish
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threadnum:6is finish
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......
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```
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可以看到当线程数量也就是请求数量达到我们定义的 5 个的时候， `await`方法之后的方法才被执行。
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另外，CyclicBarrier 还提供一个更高级的构造函数`CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)`，用于在线程到达屏障时，优先执行`barrierAction`，方便处理更复杂的业务场景。示例代码如下：
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@ -559,7 +578,107 @@ threadnum:8is finish
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threadnum:7is finish
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||||
......
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```
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#### 5.3 CyclicBarrier和CountDownLatch的区别
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#### 5.3 `CyclicBarrier`源码分析
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当调用 `CyclicBarrier` 对象调用 `await()` 方法时，实际上调用的是`dowait(false, 0L)`方法。 `await()` 方法就像树立起一个栅栏的行为一样，将线程挡住了，当拦住的线程数量达到 parties 的值时，栅栏才会打开，线程才得以通过执行。
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```java
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public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
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try {
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return dowait(false, 0L);
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} catch (TimeoutException toe) {
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throw new Error(toe); // cannot happen
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}
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||||
}
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```
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`dowait(false, 0L)`：
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```java
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// 当线程数量或者请求数量达到 count 时 await 之后的方法才会被执行。上面的示例中 count 的值就为 5。
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private int count;
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/**
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||||
* Main barrier code, covering the various policies.
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||||
*/
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||||
private int dowait(boolean timed, long nanos)
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||||
throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
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||||
TimeoutException {
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||||
final ReentrantLock lock = this.lock;
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||||
// 锁住
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||||
lock.lock();
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||||
try {
|
||||
final Generation g = generation;
|
||||
|
||||
if (g.broken)
|
||||
throw new BrokenBarrierException();
|
||||
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||||
// 如果线程中断了，抛出异常
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||||
if (Thread.interrupted()) {
|
||||
breakBarrier();
|
||||
throw new InterruptedException();
|
||||
}
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||||
// cout减1
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||||
int index = --count;
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||||
// 当 count 数量减为 0 之后说明最后一个线程已经到达栅栏了，也就是达到了可以执行await 方法之后的条件
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if (index == 0) { // tripped
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||||
boolean ranAction = false;
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||||
try {
|
||||
final Runnable command = barrierCommand;
|
||||
if (command != null)
|
||||
command.run();
|
||||
ranAction = true;
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||||
// 将 count 重置为 parties 属性的初始化值
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||||
// 唤醒之前等待的线程
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||||
// 下一波执行开始
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||||
nextGeneration();
|
||||
return 0;
|
||||
} finally {
|
||||
if (!ranAction)
|
||||
breakBarrier();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// loop until tripped, broken, interrupted, or timed out
|
||||
for (;;) {
|
||||
try {
|
||||
if (!timed)
|
||||
trip.await();
|
||||
else if (nanos > 0L)
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||||
nanos = trip.awaitNanos(nanos);
|
||||
} catch (InterruptedException ie) {
|
||||
if (g == generation && ! g.broken) {
|
||||
breakBarrier();
|
||||
throw ie;
|
||||
} else {
|
||||
// We're about to finish waiting even if we had not
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||||
// been interrupted, so this interrupt is deemed to
|
||||
// "belong" to subsequent execution.
|
||||
Thread.currentThread().interrupt();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (g.broken)
|
||||
throw new BrokenBarrierException();
|
||||
|
||||
if (g != generation)
|
||||
return index;
|
||||
|
||||
if (timed && nanos <= 0L) {
|
||||
breakBarrier();
|
||||
throw new TimeoutException();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
} finally {
|
||||
lock.unlock();
|
||||
}
|
||||
}
|
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```
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总结：`CyclicBarrier` 内部通过一个 count 变量作为计数器，cout 的初始值为 parties 属性的初始化值，每当一个线程到了栅栏这里了，那么就将计数器减一。如果 count 值为 0 了，表示这是这一代最后一个线程到达栅栏，就尝试执行我们构造方法中输入的任务。
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#### 5.4 CyclicBarrier 和 CountDownLatch 的区别
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CountDownLatch 是计数器，只能使用一次，而 CyclicBarrier 的计数器提供 reset 功能，可以多次使用。但是我不那么认为它们之间的区别仅仅就是这么简单的一点。我们来从 jdk 作者设计的目的来看，javadoc 是这么描述它们的：
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@ -572,21 +691,23 @@ CountDownLatch是计数器，线程完成一个记录一个，只不过计数不
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CyclicBarrier和CountDownLatch的区别这部分内容参考了如下两篇文章：
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- https://blog.csdn.net/u010185262/article/details/54692886
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- https://blog.csdn.net/tolcf/article/details/50925145?utm_source=blogxgwz0
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### 6 ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock
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ReentrantLock 和 synchronized 的区别在上面已经讲过了这里就不多做讲解。另外，需要注意的是：读写锁 ReentrantReadWriteLock 可以保证多个线程可以同时读，所以在读操作远大于写操作的时候，读写锁就非常有用了。
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## 公众号
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### 参考
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- https://juejin.im/post/5ae755256fb9a07ac3634067
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- https://blog.csdn.net/u010185262/article/details/54692886
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- https://blog.csdn.net/tolcf/article/details/50925145?utm_source=blogxgwz0
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### 公众号
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