在開發中，一些非同步操作會明顯加快執行速度帶來更好的體驗，但同時也增加了開發的複雜度，想了用好多執行緒，就必須從這些方面去了解

• 執行緒的 wait() notify() notifyall() 方法

• 執行緒非同步返回 Future

• ThreadLocal 類
• 執行緒池 ThreadPoolExecutor
  

• 同步工具類 CountDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore,Phaser,Exchanger

估計上面每一個對於 2~3 年的 java 同學來說都是惡夢，比較難以理解，本文簡單說下 CountDownLatch 和 CyclicBarrier

CountDownLatch

CountDownLatch 一般在執行時間較長的可分解的任務中比較常用，算是同步工具類中最容易理解的一個。

示例一：

一個簡單的例子：有一個 100 萬的 excel 資料匯出，需要從資料庫中查出資料，並封裝成 excel 資料然後輸出到前端。

稍微分析可以知道這個操作肯定會很費時間，它的瓶頸出在查詢資料庫資料和寫 excel 上，如果我每 10 萬資料一頁讀資料庫並寫 excel 成一個檔案，最後把所有的 excel 使用 zip 打包，使用多執行緒，由於讀資料庫並不會加鎖，效能將會有一個量級的提升（有實踐過），這時會有一個問題，我啟動多個執行緒後，主執行緒如何才能知道所有的執行緒都完成了呢，只有在所有執行緒都完成了後，才能對所有 excel 檔案進行打包，這時可以用 CountDownLatch

// Excel 執行緒
class ExcelThread extend Thread{
    private CountDownLatch countDownLatch;
    public ExcelThread(CountDownLatch countDownLatch){
        this.countDownLatch = countDownLatch;
    }
    public void run(){
        try{
            // do query db & write excel 
        }finally{
            countDownLatch.countDown();
        }
    }
}

public static void main(){
    //假定生成 3 個 excel 
    CountDownLatch countdownlatch = new CountDownLatch(3);
    foreach : 
    new ExcelThread(countdownlatch).start();
    
    countDownLatch.await();
    
    // do zip compress & down 
}
 

示例二：

如果用過 IDM 下載工具，看它的下載進度一定知道它是多執行緒下載的，自動分成了多段，其實用 java 的 RandomAccessFile 配合 CountDownlatch 一樣可以做到多執行緒下載，可以例項化多個 RandomAccessFile 然後讓其指向檔案不同的檔案位置，然後向裡面填充資料即可，主執行緒在分執行緒全部完成後檢驗檔案完整性。

當然 IDM 做得更好，它會其它執行緒都完成了，如果某一段還卡著的話，繼續分隔，同樣多執行緒下載，當然速度就快了。

示例三：

對於CountDownLatch，其他執行緒為遊戲玩家，比如王者榮耀，主執行緒為控制遊戲開始的執行緒。在所有的玩家都準備好之前，主執行緒是處於等待狀態的，也就是遊戲不能開始。當所有的玩家準備好之後，下一步的動作實施者為主執行緒，即開始遊戲。

CyclicBarrier

相比如 CountDownLatch 是在主執行緒等待，CyclicBarrier 是子執行緒相互等待，而主執行緒早就已經結束了，並且在子執行緒相互等待的同時，可以附帶一個 CountDownLatch 類似功能的執行緒，等所有子執行緒都完成了再操作，並且 CyclicBarrier 是可重用的，說這麼多，看它的使用方式就知道什麼意思了。

五人六足之類的遊戲不知道讀者玩過沒，每個玩家是一個執行緒，必須互相等待對方準備好才可以進行下一步操作，其中也可以來一位指揮員他等到所有同學完成準備後下發指令，左腳，右腳。。。虛擬碼如下：

// 遊戲玩家執行緒
class GamePerson extend Thread{
    private CyclicBarrier cyclicBarrier;
    public GamePerson(CyclicBarrier cyclicBarrier){
        this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
    }
    public void run(){
        // 走下一步的準備階段
        prepareNextStep();
        cyclicBarrier.await(); 
        // 走下一步
        nextStep();
    }
}

// 主執行緒
public static void main(){
    CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5);
    //構建  5 個遊戲玩家
    foreach:
    new GamePerson(cyclicBarrier);
    
    // 遊戲開始，並開始計時
    startGame();beginCountTime();
    
    foreach:gamepersons
        gameperson.start();
}

// 主執行緒，新增指揮員
class Leader extend Thread{
    public void run(){
        System.out.println(“開始走”);
    }
}
// 主執行緒
public static void main(){
    CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5,new Leader());
    //構建  5 個遊戲玩家
    foreach:
    new GamePerson(cyclicBarrier);
    
    // 遊戲開始，並開始計時
    startGame();beginCountTime();
    
    foreach:gamepersons
        gameperson.start();
}

// 前面的例子只能跨一步，如果需要重用 CyclicBarrier 需要把主執行緒也當做同步物件，程式碼如下 
public static void main(){
    CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(6);
    //構建  5 個遊戲玩家
    foreach:
    new GamePerson(cyclicBarrier);
    
    // 遊戲開始，並開始計時
    startGame();beginCountTime();
   
    //假設讓它們走 10 步
    for(int i=0;i<10;i++){
        cyclicBarrier.reset();
     foreach:gamepersons
        gameperson.start();
     cyclicBarrier.await();
   }
}

一點小推廣

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