Java併發程式設計：CountDownLatch、CyclicBarrier和 Semaphore
在java 1.5中，提供了一些非常有用的輔助類來幫助我們進行併發程式設計，比如CountDownLatch，CyclicBarrier和Semaphore，今天我們就來學習一下這三個輔助類的用法。
以下是本文目錄大綱：
一.CountDownLatch用法
二.CyclicBarrier用法
三.Semaphore用法
一.CountDownLatch用法
CountDownLatch類位於java.util.concurrent包下，利用它可以實現類似計數器的功能。比如有一個任務A，它要等待其他4個任務執行完畢之後才能執行，此時就可以利用CountDownLatch來實現這種功能了。
CountDownLatch類只提供了一個構造器：
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然後下面這3個方法是CountDownLatch類中最重要的方法：
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await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //和await()類似，只不過等待一定的時間後count值還沒變為0的話就會繼續執行
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下面看一個例子大家就清楚CountDownLatch的用法了：
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執行結果：
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二.CyclicBarrier用法
字面意思迴環柵欄，通過它可以實現讓一組執行緒等待至某個狀態之後再全部同時執行。叫做迴環是因為當所有等待執行緒都被釋放以後，CyclicBarrier可以被重用。我們暫且把這個狀態就叫做barrier，當呼叫await()方法之後，執行緒就處於barrier了。
CyclicBarrier類位於java.util.concurrent包下，CyclicBarrier提供2個構造器：
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引數parties指讓多少個執行緒或者任務等待至barrier狀態；引數barrierAction為當這些執行緒都達到barrier狀態時會執行的內容。
然後CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法，它有2個過載版本：
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第一個版本比較常用，用來掛起當前執行緒，直至所有執行緒都到達barrier狀態再同時執行後續任務；
第二個版本是讓這些執行緒等待至一定的時間，如果還有執行緒沒有到達barrier狀態就直接讓到達barrier的執行緒執行後續任務。
下面舉幾個例子就明白了：
假若有若干個執行緒都要進行寫資料操作，並且只有所有執行緒都完成寫資料操作之後，這些執行緒才能繼續做後面的事情，此時就可以利用CyclicBarrier了：
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執行結果：
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從上面輸出結果可以看出，每個寫入執行緒執行完寫資料操作之後，就在等待其他執行緒寫入操作完畢。
當所有執行緒執行緒寫入操作完畢之後，所有執行緒就繼續進行後續的操作了。
如果說想在所有執行緒寫入操作完之後，進行額外的其他操作可以為CyclicBarrier提供Runnable引數：
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執行結果：
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從結果可以看出，當四個執行緒都到達barrier狀態後，會從四個執行緒中選擇一個執行緒去執行Runnable。
下面看一下為await指定時間的效果：
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執行結果：
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上面的程式碼在main方法的for迴圈中，故意讓最後一個執行緒啟動延遲，因為在前面三個執行緒都達到barrier之後，等待了指定的時間發現第四個執行緒還沒有達到barrier，就丟擲異常並繼續執行後面的任務。
另外CyclicBarrier是可以重用的，看下面這個例子：
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執行結果：
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從執行結果可以看出，在初次的4個執行緒越過barrier狀態後，又可以用來進行新一輪的使用。而CountDownLatch無法進行重複使用。
三.Semaphore用法
Semaphore翻譯成字面意思為 訊號量，Semaphore可以控同時訪問的執行緒個數，通過 acquire() 獲取一個許可，如果沒有就等待，而 release() 釋放一個許可。
Semaphore類位於java.util.concurrent包下，它提供了2個構造器：
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下面說一下Semaphore類中比較重要的幾個方法，首先是acquire()、release()方法：
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acquire()用來獲取一個許可，若無許可能夠獲得，則會一直等待，直到獲得許可。
release()用來釋放許可。注意，在釋放許可之前，必須先獲獲得許可。
這4個方法都會被阻塞，如果想立即得到執行結果，可以使用下面幾個方法：
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另外還可以通過availablePermits()方法得到可用的許可數目。
下面通過一個例子來看一下Semaphore的具體使用：
假若一個工廠有5臺機器，但是有8個工人，一臺機器同時只能被一個工人使用，只有使用完了，其他工人才能繼續使用。那麼我們就可以通過Semaphore來實現：
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執行結果：
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下面對上面說的三個輔助類進行一個總結：
1）CountDownLatch和CyclicBarrier都能夠實現執行緒之間的等待，只不過它們側重點不同：
CountDownLatch一般用於某個執行緒A等待若干個其他執行緒執行完任務之後，它才執行；
而CyclicBarrier一般用於一組執行緒互相等待至某個狀態，然後這一組執行緒再同時執行；
另外，CountDownLatch是不能夠重用的，而CyclicBarrier是可以重用的。
2）Semaphore其實和鎖有點類似，它一般用於控制對某組資源的訪問許可權。
參考資料：
http://www.itzhai.com/the-introduction-and-use-of-a-countdownlatch.html
http://leaver.me/archives/3220.html
http://developer.51cto.com/art/201403/432095.htm
http://blog.csdn.net/yanhandle/article/details/9016329