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Java中的CountDownLatch源碼解析

 更新時(shí)間:2023年12月22日 09:59:06   作者:正經(jīng)人z.  
這篇文章主要介紹了Java中的CountDownLatch源碼解析,CountDownLatch類是一個(gè)同步輔助裝置,允許一個(gè)或多個(gè)線程去等待直到另外的線程完成了一組操作,需要的朋友可以參考下

一、簡介

1、CountDownLatch類是一個(gè)同步輔助裝置,允許一個(gè)或多個(gè)線程去等待直到另外的線程完成了一組操作。

2、它通過count進(jìn)行初始化,await方法會(huì)阻塞直到當(dāng)前的count為0由于調(diào)用了countDown方法,之后所有的線程將被釋放并且立即返回結(jié)果。count不能被重置,如果你想count可以重置,請(qǐng)使用CyclicBarrier

3、CountDownLatch是一個(gè)通用的同步工具,可用于多種用途。CountDownLatch初始化使用count作為一個(gè)簡單的可開可關(guān)的大門:所有的線程調(diào)用await方法等待在大門里,當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用了countDown方法后大門打開

二、源碼分析

 public class CountDownLatch {
        //內(nèi)部類Sync繼承了AQS
        private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
            private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;
            //構(gòu)造方法中的count其實(shí)就是傳給了AQS的state屬性
            Sync(int count) {
                setState(count);
            }
            //得到的AQS的state屬性值
            int getCount() {
                return getState();
            }
            //重寫的AQS的tryAcquireShared,在共享模式的情況下獲取鎖
            protected int tryAcquireShared(int acquires) {
                //獲取鎖的前提是state為0,表示當(dāng)前未被其他線程占有
                return (getState() == 0) ? 1 : -1;
            }
            //重寫的AQS的tryReleaseShared,在共享模式下釋放鎖
            protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
                // 減count; 當(dāng)count為0時(shí)喚醒
                for (;;) {
                    int c = getState();
                    if (c == 0)  //表示釋放鎖的前提是占有鎖,也就是state的屬性值大于0
                        return false;
                    int nextc = c-1;  //state的值減1
                    if (compareAndSetState(c, nextc))  //利用CAS來改變state的值
                        return nextc == 0;  //當(dāng)state的值為0時(shí)返回true
                }
            }
        }
        private final Sync sync;
        /**
         * 通過count初始化一個(gè)CountDownLatch
         *
         *在線程調(diào)用await方法后如果想通過,必須執(zhí)行count次countDown方法
         * @如果count為負(fù)數(shù),則拋出IllegalArgumentException
         */
        public CountDownLatch(int count) {
            if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
            this.sync = new Sync(count);
        }
    ================================================================================================
    				兩個(gè)核心方法,其實(shí)底層使用的AQS的方法(共享模式下)
        /**
         * 調(diào)用await方法會(huì)使當(dāng)前的線程等待除非count的數(shù)值降為0或者中間拋出異常
         *
         * 如果當(dāng)前的count為0,則該方法立即返回
         *
         *如果當(dāng)前的count大于0,則當(dāng)前線程因線程調(diào)度目的而被禁用,并且休眠,直到發(fā)生以下兩種情況之一:
         *1、調(diào)用countDown方法將count的值降為0
         *2、其他的線程打斷了當(dāng)前線程,使用Thread.interrupted
         */
        public void await() throws InterruptedException {
            sync.acquireSharedInterruptibly(1);
        }
        /**
         *減count的值,如果count的值為0了,則釋放所有等待的線程
         *
         *如果當(dāng)前的count值大于0,那么它是被減了。
         *如果當(dāng)前的count值等于0,那么所有等待的線程被喚醒接受線程的調(diào)度
         */
        public void countDown() {
            sync.releaseShared(1);
        }
    ================================================================================================
        /**
    	 *返回count的值,用于調(diào)試或者測(cè)試
         */
        public long getCount() {
            return sync.getCount();
        }

三、小練習(xí)-模擬王者榮耀單挑

public static void main(String[] args) throws Exception{
        CountDownLatch cd = new CountDownLatch(3);
        Thread beginGame = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try{
                    cd.await();
                    System.out.println("歡迎來到王者榮耀,敵軍還有30秒到達(dá)戰(zhàn)場(chǎng)============");
                }catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"beginGame");
        Thread player1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try{
                    System.out.println("玩家一以準(zhǔn)備=======");
                    cd.countDown();
                }catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"player1");
        Thread player2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try{
                    System.out.println("玩家二以準(zhǔn)備=======");
                    cd.countDown();
                }catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"player2");
        beginGame.start();
        player1.start();
        player2.start();
    }

四、總結(jié)

1、請(qǐng)注意,只有在共享模式下才能使用CountDownLatch,因?yàn)橹挥性诠蚕砟J较?,AQS的state屬性的值才有可能大于1,才有后續(xù)的等待state的值為0,其他的線程才能被喚醒繼續(xù)執(zhí)行的可能,這里針對(duì)的多個(gè)線程等待!

2、CountDownLatch里面有兩個(gè)核心方法:await和countDown。這里注意,await和平時(shí)學(xué)習(xí)的Condition中的await不一樣,這里的await就是線程獲取鎖且必須在state值為0,也就是該資源未被占有的情況下,獲取鎖成功后state的值從0變?yōu)?,表示該線程持有了該資源的鎖。countDown就是將state的屬性值減1。這兩個(gè)方法其實(shí)都是調(diào)用的AQS的方法執(zhí)行的。

3、初始化傳入的count表示的就是AQS的state屬性的值,可以理解為持有該資源的線程數(shù),其他的線程想要拿到這個(gè)資源,必須等到該資源的state的值變?yōu)?才能被喚醒去獲取鎖。也說明了如果該state的值要從N變?yōu)?,需要執(zhí)行N次countDown方法

4、有點(diǎn)類似于線程通信機(jī)制的wait/notify。

5、CountDownLatch典型的用法是將一個(gè)程序分為n個(gè)互相獨(dú)立的可解決任務(wù),并創(chuàng)建值為n的CountDownLatch。當(dāng)每一個(gè)任務(wù)完成時(shí),都會(huì)在這個(gè)鎖存器上調(diào)用countDown,等待問題被解決的任務(wù)調(diào)用這個(gè)鎖存器的await,將他們自己攔住,直至鎖存器計(jì)數(shù)結(jié)束。

6、個(gè)人理解:線程A和線程B爭(zhēng)奪一個(gè)資源,且線程B需要在線程A之后才能執(zhí)行,線程A首先拿到這個(gè)資源,然后線程A需要執(zhí)行一個(gè)大任務(wù),這個(gè)大任務(wù)可以分解為N個(gè)小任務(wù),所以,創(chuàng)建一個(gè)N的count的CountDownLatch,所以,state的值就是N了,線程A每執(zhí)行完一個(gè)小任務(wù)后,將調(diào)用CountDownLatch的countDown方法將state的值減1,直到最后,所有的小任務(wù)執(zhí)行完畢,代表線程A的大任務(wù)也就執(zhí)行完畢了,此時(shí),該資源的state的值為0了,代表可以被其他線程爭(zhēng)奪獲取鎖。線程B就可以調(diào)用countDown的await就能夠獲取該資源的鎖,并將state的值變?yōu)?。

到此這篇關(guān)于Java中的CountDownLatch源碼解析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)CountDownLatch源碼內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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