詳解Java多線程編程中CountDownLatch阻塞線程的方法
直譯過來就是倒計數(shù)(CountDown)門閂(Latch)。倒計數(shù)不用說,門閂的意思顧名思義就是阻止前進(jìn)。在這里就是指 CountDownLatch.await() 方法在倒計數(shù)為0之前會阻塞當(dāng)前線程。
CountDownLatch是一個同步輔助類,在完成一組正在其他線程中執(zhí)行的操作之前,它允許一個或多個線程一直等待。
CountDownLatch 的作用和 Thread.join() 方法類似,可用于一組線程和另外一組線程的協(xié)作。例如,主線程在做一項工作之前需要一系列的準(zhǔn)備工作,只有這些準(zhǔn)備工作都完成,主線程才能繼續(xù)它的工作。這些準(zhǔn)備工作彼此獨(dú)立,所以可以并發(fā)執(zhí)行以提高速度。在這個場景下就可以使用 CountDownLatch 協(xié)調(diào)線程之間的調(diào)度了。在直接創(chuàng)建線程的年代(Java 5.0 之前),我們可以使用 Thread.join()。在 JUC 出現(xiàn)后,因為線程池中的線程不能直接被引用,所以就必須使用 CountDownLatch 了。
CountDownLatch類是一個同步計數(shù)器,構(gòu)造時傳入int參數(shù),該參數(shù)就是計數(shù)器的初始值,每調(diào)用一次countDown()方法,計數(shù)器減1,計數(shù)器大于0 時,await()方法會阻塞程序繼續(xù)執(zhí)行。 CountDownLatch可以看作是一個倒計數(shù)的鎖存器,當(dāng)計數(shù)減至0時觸發(fā)特定的事件。利用這種特性,可以讓主線程等待子線程的結(jié)束。 下面以一個模擬運(yùn)動員比賽的例子加以說明。
CountDownLatch的一個非常典型的應(yīng)用場景是:有一個任務(wù)想要往下執(zhí)行,但必須要等到其他的任務(wù)執(zhí)行完畢后才可以繼續(xù)往下執(zhí)行。假如我們這個想要繼續(xù)往下執(zhí)行的任務(wù)調(diào)用一個CountDownLatch對象的await()方法,其他的任務(wù)執(zhí)行完自己的任務(wù)后調(diào)用同一個CountDownLatch對象上的countDown()方法,這個調(diào)用await()方法的任務(wù)將一直阻塞等待,直到這個CountDownLatch對象的計數(shù)值減到0為止。
CountDownLatch函數(shù)列表
CountDownLatch(int count) 構(gòu)造一個用給定計數(shù)初始化的 CountDownLatch。 // 使當(dāng)前線程在鎖存器倒計數(shù)至零之前一直等待,除非線程被中斷。 void await() // 使當(dāng)前線程在鎖存器倒計數(shù)至零之前一直等待,除非線程被中斷或超出了指定的等待時間。 boolean await(long timeout, TimeUnit unit) // 遞減鎖存器的計數(shù),如果計數(shù)到達(dá)零,則釋放所有等待的線程。 void countDown() // 返回當(dāng)前計數(shù)。 long getCount() // 返回標(biāo)識此鎖存器及其狀態(tài)的字符串。 String toString()
CountDownLatch數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
CountDownLatch的UML類圖如下:

CountDownLatch的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很簡單,它是通過"共享鎖"實現(xiàn)的。它包含了sync對象,sync是Sync類型。Sync是實例類,它繼承于AQS。
CountDownLatch的使用示例
下面通過CountDownLatch實現(xiàn):"主線程"等待"5個子線程"全部都完成"指定的工作(休眠1000ms)"之后,再繼續(xù)運(yùn)行。
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class CountDownLatchTest1 {
private static int LATCH_SIZE = 5;
private static CountDownLatch doneSignal;
public static void main(String[] args) {
try {
doneSignal = new CountDownLatch(LATCH_SIZE);
// 新建5個任務(wù)
for(int i=0; i<LATCH_SIZE; i++)
new InnerThread().start();
System.out.println("main await begin.");
// "主線程"等待線程池中5個任務(wù)的完成
doneSignal.await();
System.out.println("main await finished.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
static class InnerThread extends Thread{
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " sleep 1000ms.");
// 將CountDownLatch的數(shù)值減1
doneSignal.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果:
main await begin. Thread-0 sleep 1000ms. Thread-2 sleep 1000ms. Thread-1 sleep 1000ms. Thread-4 sleep 1000ms. Thread-3 sleep 1000ms. main await finished.
結(jié)果說明:主線程通過doneSignal.await()等待其它線程將doneSignal遞減至0。其它的5個InnerThread線程,每一個都通過doneSignal.countDown()將doneSignal的值減1;當(dāng)doneSignal為0時,main被喚醒后繼續(xù)執(zhí)行。
PS:CountDownLatch和CyclicBarrier的區(qū)別:
(1) CountDownLatch的作用是允許1或N個線程等待其他線程完成執(zhí)行;而CyclicBarrier則是允許N個線程相互等待。
(2) CountDownLatch的計數(shù)器無法被重置;CyclicBarrier的計數(shù)器可以被重置后使用,因此它被稱為是循環(huán)的barrier。
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