CountDownLatch在多线程并发编程中充当一个计时器的功能,并且维护一个count的变量,并且其操作都是原子操作。
如下图,内部有下static final的Sync类继承自AQS.
该类主要通过countDown()和await()两个方法实现功能的,首先通过建立CountDownLatch对象,并且传入参数即为count初始值。
如果一个线程调用了await()方法,那么这个线程便进入阻塞状态,并进入阻塞队列。
如果一个线程调用了countDown()方法,则会使count-1;当count的值为0时,这时候阻塞队列中调用await()方法的线程便会逐个被唤醒,从而进入后续的操作。
补充:Java并发包中CountDownLatch的工作原理、使用示例
1. CountDownLatch的介绍
CountDownLatch是一个同步工具,它主要用线程执行之间的协作。CountDownLatch 的作用和 Thread.join() 方法类似,让一些线程阻塞直到另一些线程完成一系列操作后才被唤醒。在直接创建线程的年代(Java 5.0 之前),我们可以使用 Thread.join()。在线程池出现后,因为线程池中的线程不能直接被引用,所以就必须使用 CountDownLatch 了。
CountDownLatch主要有两个方法,当一个或多个线程调用await方法时,这些线程会阻塞。其它线程调用countDown方法会将计数器减1(调用countDown方法的线程不会阻塞),当计数器的值变为0时,因await方法阻塞的线程会被唤醒,继续执行。
实现原理:计数器的值由构造函数传入,并用它初始化AQS的state值。当线程调用await方法时会检查state的值是否为0,如果是就直接返回(即不会阻塞);如果不是,将表示该节点的线程入列,然后将自身阻塞。当其它线程调用countDown方法会将计数器减1,然后判断计数器的值是否为0,当它为0时,会唤醒队列中的第一个节点,由于CountDownLatch使用了AQS的共享模式,所以第一个节点被唤醒后又会唤醒第二个节点,以此类推,使得所有因await方法阻塞的线程都能被唤醒而继续执行。
从源代码和实现原理中可以看出一个CountDownLatch对象,只能使用一次,不能重复使用。
await方法源码
public void await() throws InterruptedException { sync.acquireSharedInterruptibly(1); } public final void acquireSharedInterruptibly( int arg) throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); if (tryAcquireShared(arg) < 0) doAcquireSharedInterruptibly(arg); } protected int tryAcquireShared( int acquires) { return (getState() == 0) ? 1 : -1; }doAcquireSharedInterruptibly 主要实现线程的入列与阻塞。
countDown方法
public void countDown () { sync . releaseShared ( 1 ); } public final boolean releaseShared ( int arg ) { if ( tryReleaseShared ( arg )) { doReleaseShared (); return true ; } return false ; } protected boolean tryReleaseShared ( int releases ) { // Decrement count; signal when transition to zero for (;;) { int c = getState (); if ( c == 0 ) return false ; int nextc = c - 1 ; if ( compareAndSetState ( c , nextc )) return nextc == 0 ; } }doReleaseShared主要实现唤醒第一个节点,第一个节点有会唤醒第二个节点,……。
2. 使用示例
package demo ; import java . util . Random ; import java . util . concurrent . CountDownLatch ; import java . util . concurrent . ExecutorService ; import java . util . concurrent . Executors ; public class CountDownLatchDemo { private CountDownLatch cdl = new CountDownLatch ( 2 ); private Random rnd = new Random (); class FirstTask implements Runnable { private String id ; public FirstTask ( String id ){ this . id = id ; } @Override public void run (){ System . out . println ( "Thread " + id + " is start" ); try { Thread . sleep ( rnd . nextInt ( 1000 )); } catch ( InterruptedException e ) { e . printStackTrace (); } System . out . println ( "Thread " + id + " is over" ); cdl . countDown (); } } class SecondTask implements Runnable { private String id ; public SecondTask ( String id ){ this . id = id ; } @Override public void run (){ try { cdl . await (); } catch ( InterruptedException e ) { e . printStackTrace (); } System . out . println ( "----------Thread " + id + " is start" ); try { Thread . sleep ( rnd . nextInt ( 1000 )); } catch ( InterruptedException e ) { e . printStackTrace (); } System . out . println ( "----------Thread " + id + " is over" ); } } public static void main ( String [] args ){ ExecutorService es = Executors . newCachedThreadPool (); CountDownLatchDemo cdld = new CountDownLatchDemo (); es . submit ( cdld . new SecondTask ( "c" )); es . submit ( cdld . new SecondTask ( "d" )); es . submit ( cdld . new FirstTask ( "a" )); es . submit ( cdld . new FirstTask ( "b" )); es . shutdown (); } }在这个示例中,我们创建了四个线程a、b、c、d,这四个线程几乎同时提交给了线程池。c线程和d线程会在a线程和b线程结束后开始执行。
运行结果
Thread a is start Thread b is start Thread b is over Thread a is over ---------- Thread c is start ---------- Thread d is start ---------- Thread d is over ---------- Thread c is over以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教。
原文链接:https://blog.csdn.net/kangbin825/article/details/105397247
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