1 引言
在现代多核处理器和分布式系统中，高效的并发编程是提升应用程序性能的关键。高级同步工具如 Condition 变量、CountDownLatch、CyclicBarrier、Phaser、Exchanger 和 Semaphore 提供了强大的机制来协调线程间的协作和资源访问。本文将深入探讨这些工具的工作原理、应用场景及其优化策略，帮助您构建高效且可靠的并发系统。
2 Condition 变量与信号量
2.1 Condition 变量
Condition 变量提供了比内置锁更灵活的线程等待/通知机制，适用于复杂的线程间通信场景。
示例：生产者-消费者模式
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class ProducerConsumer {private final Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();private final int capacity = 5;private final Lock lock = new ReentrantLock();private final Condition notFull = lock.newCondition();private final Condition notEmpty = lock.newCondition();public void produce(int value) throws InterruptedException {lock.lock();try {while (queue.size() == capacity) {notFull.await(); // Wait if the queue is full}queue.offer(value);System.out.println("Produced: " + value);notEmpty.signal(); // Notify consumer} finally {lock.unlock();}}public int consume() throws InterruptedException {lock.lock();try {while (queue.isEmpty()) {notEmpty.await(); // Wait if the queue is empty}int value = queue.poll();System.out.println("Consumed: " + value);notFull.signal(); // Notify producerreturn value;} finally {lock.unlock();}}
}
解释：
Condition对象允许线程在特定条件下等待，并在条件满足时被唤醒。- 生产者和消费者通过
notFull和notEmpty条件变量进行协作，确保队列不会溢出或为空。
2.2 Semaphore（信号量）
Semaphore 提供了一种许可机制，用于控制对有限资源的访问。
示例：限制数据库连接池
import java.util.concurrent.Semaphore;public class DatabaseConnectionPool {private
