ReentrantReadWriteLock

应用场景

在一些场景中，这是没有必要的，多个线程的读操作完全可以并行，在读多写少的场景中，让读操作并行可以明显提高性能

通过一个ReadWriteLock产生两个锁：一个读锁，一个写锁。读操作使用读锁，写操作使用写锁。需要注意的是，只有“读-读”操作是可以并行的，“读-写”和“写-写”都不可以。只有一个线程可以进行写操作，在获取写锁时，只有没有任何线程持有任何锁才可以获取到，在持有写锁时，其他任何线程都获取不到任何锁。在没有其他线程持有写锁的情况下，多个线程可以获取和持有读锁。

读锁和写锁看上去是两个锁，它们是怎么协调的？

具体实现比较复杂，我们简述下其思路。内部，它们使用同一个整数变量表示锁的状态，16位给读锁用，16位给写锁用，使用一个变量便于进行CAS操作，锁的等待队列其实也只有一个。写锁的获取，就是确保当前没有其他线程持有任何锁，否则就等待。写锁释放后，也就是将等待队列中的第一个线程唤醒，唤醒的可能是等待读锁的，也可能是等待写锁的。读锁的获取不太一样，首先，只要写锁没有被持有，就可以获取到读锁，此外，在获取到读锁后，它会检查等待队列，逐个唤醒最前面的等待读锁的线程，直到第一个等待写锁的线程。如果有其他线程持有写锁，获取读锁会等待。读锁释放后，检查读锁和写锁数是否都变为了0，如果是，唤醒等待队列中的下一个线程。

信号量类Semaphore

信号量类Semaphore就是用来限制对资源的并发访问数。

构造方法

        public Semaphore(int permits)
        public Semaphore(int permits, boolean fair)

主要方法：

        //阻塞获取许可
        public void acquire() throws InterruptedException
        //阻塞获取许可，不响应中断
        public void acquireUninterruptibly()
        //批量获取多个许可
        public void acquire(int permits) throws InterruptedException
        public void acquireUninterruptibly(int permits)
        //尝试获取
        public boolean tryAcquire()
        //限定等待时间获取
        public boolean tryAcquire(int permits, long timeout,
            TimeUnit unit) throws InterruptedException
        //释放许可
        public void release()

倒计时门栓CountDownLatch

CountDownLatch。它相当于是一个门栓，一开始是关闭的，所有希望通过该门的线程都需要等待，然后开始倒计时，倒计时变为0后，门栓打开，等待的所有线程都可以通过，它是一次性的，打开后就不能再关上了。

构造方法：

public CountDownLatch(int count)

主要方法

        public void await() throws InterruptedException
        public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException
        public void countDown()

await检查计数是否为0，如果大于0，就等待，await可以被中断，也可以设置最长等待时间。countDown检查计数，如果已经为0，直接返回，否则减少计数，如果新的计数变为0，则唤醒所有等待的线程

循环栅栏CyclicBarrier

CyclicBarrier它相当于是一个栅栏，所有线程在到达该栅栏后都需要等待其他线程，等所有线程都到达后再一起通过，它是循环的，可以用作重复的同步。

CyclicBarrier特别适用于并行迭代计算，每个线程负责一部分计算，然后在栅栏处等待其他线程完成，所有线程到齐后，交换数据和计算结果，再进行下一次迭代。

构造方法

public CyclcBarrier(int parties) //有一个数字，但表示的是参与的线程个数
    
public cyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) // Runnable 这个参数表示栅栏动作，当所有线程到达栅栏后，在所有线程执行下一步动作前，运行参数中的动作，这个动作由最后一个到达栅栏的线程执行。

主要方法

        public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
        public int await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException,
            BrokenBarrierException, TimeoutException

await可以被中断，可以限定最长等待时间，中断或超时后会抛出异常。需要说明的是异常BrokenBarrierException，它表示栅栏被破坏了，什么意思呢？在CyclicBarrier中，参与的线程是互相影响的，只要其中一个线程在调用await时被中断了，或者超时了，栅栏就会被破坏。此外，如果栅栏动作抛出了异常，栅栏也会被破坏。被破坏后，所有在调用await的线程就会退出，抛出BrokenBarrierException。

CyclicBarrier与CountDownLatch可能容易混淆，我们强调下它们的区别

1）CountDownLatch的参与线程是有不同角色的，有的负责倒计时，有的在等待倒计时变为0，负责倒计时和等待倒计时的线程都可以有多个，用于不同角色线程间的同步。

2）CyclicBarrier的参与线程角色是一样的，用于同一角色线程间的协调一致。

3）CountDownLatch是一次性的，而CyclicBarrier是可以重复利用的。

参考文章

java编程的逻辑基础(马俊昌)