Java并發(fā)工具類之CountDownLatch詳解

更新時間：2023年12月27日 09:01:22 作者：緣來如此09

這篇文章主要介紹了Java并發(fā)工具類之CountDownLatch詳解,CountDownLatch可以使一個獲多個線程等待其他線程各自執(zhí)行完畢后再執(zhí)行,CountDownLatch可以解決那些一個或者多個線程在執(zhí)行之前必須依賴于某些必要的前提業(yè)務先執(zhí)行的場景,需要的朋友可以參考下

CountDownLatch

1.概述

CountDownLatch可以使一個獲多個線程等待其他線程各自執(zhí)行完畢后再執(zhí)行。

CountDownLatch 定義了一個計數(shù)器，和一個阻塞隊列，當計數(shù)器的值遞減為0之前，阻塞隊列里面的線程處于掛起狀態(tài)，當計數(shù)器遞減到0時會喚醒阻塞隊列所有線程，這里的計數(shù)器是一個標志，可以表示一個任務一個線程，也可以表示一個倒計時器，CountDownLatch可以解決那些一個或者多個線程在執(zhí)行之前必須依賴于某些必要的前提業(yè)務先執(zhí)行的場景。

2.常用方法

CountDownLatch(int count); //構(gòu)造方法，創(chuàng)建一個值為count 的計數(shù)器。
?
await();//阻塞當前線程，將當前線程加入阻塞隊列。
?
await(long timeout, TimeUnit unit);//在timeout的時間之內(nèi)阻塞當前線程,時間一過則當前線程可以執(zhí)行，
?
countDown();//對計數(shù)器進行遞減1操作，當計數(shù)器遞減至0時，當前線程會去喚醒阻塞隊列里的所有線程。

3.應用

我們經(jīng)常會在一個接口中調(diào)用多個第三方接口，然后將結(jié)果返回，其實就可以通過CountDownLatch來實現(xiàn)

  public static void main(String[] args) {
        CountDownLatch count = new CountDownLatch(3);
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));
                    System.out.println("獲取接口一的數(shù)據(jù)");
                    count.countDown();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));
                    System.out.println("獲取接口二的數(shù)據(jù)");
                    count.countDown();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));
                    System.out.println("獲取接口三的數(shù)據(jù)");
                    count.countDown();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        thread.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
        try {
            count.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("執(zhí)行成功");
    }

4.實現(xiàn)原理

（1）創(chuàng)建計數(shù)器

  public CountDownLatch(int count) {
        if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
        this.sync = new Sync(count);//創(chuàng)建同步隊列，并設置初始計數(shù)器值
    }

（2）Sync類

可以看出該類是繼承AQS的，所以CountDownLatch的實現(xiàn)大多都是通過AQS來實現(xiàn)

    private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;
        Sync(int count) {
            setState(count);
        }
        int getCount() {
            return getState();
        }
        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }
        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;
            }
        }
    }

（3）await方法

當我們調(diào)用countDownLatch.wait()的時候，會創(chuàng)建一個節(jié)點，加入到AQS阻塞隊列，并同時把當前線程掛起，其實就是調(diào)用共享模式下的鎖獲取，詳情看AQS文章

public void await() throws InterruptedException {
    sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}

在Sync類重寫的tryAcquireShared（）方法中g(shù)etState()只有等于0才會獲取到鎖，所以當countDownLatch待執(zhí)行的任務數(shù)大于0都會堵塞該線程直到所有任務都完成

        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }

AQS中觸發(fā)堵塞線程的源碼:

private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
        throws InterruptedException {
        //新建節(jié)點加入阻塞隊列
        final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
        boolean failed = true;
        try {
            for (;;) {
                //獲得當前節(jié)點pre節(jié)點
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head) {
                    int r = tryAcquireShared(arg);//返回鎖的state
                    if (r >= 0) {
                        setHeadAndPropagate(node, r);
                        p.next = null; // help GC
                        failed = false;
                        return;
                    }
                }
                //重組雙向鏈表，清空無效節(jié)點，掛起當前線程
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    parkAndCheckInterrupt())
                    throw new InterruptedException();
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }

（4）countDown()方法

當我們調(diào)用countDownLatch.countDown()方法的時候，會對計數(shù)器進行減1操作，AQS內(nèi)部是通過釋放鎖的方式，對state進行減1操作，當state=0的時候證明計數(shù)器已經(jīng)遞減完畢，此時會將AQS阻塞隊列里的節(jié)點線程全部喚醒。

public void countDown() {
        //遞減鎖重入次數(shù)，當state=0時喚醒所有阻塞線程
        sync.releaseShared(1);
    }

public final boolean releaseShared(int arg) {
        //遞減鎖的重入次數(shù)
        if (tryReleaseShared(arg)) {
            doReleaseShared();//喚醒隊列所有阻塞的節(jié)點
            return true;
        }
        return false;
    }
 private void doReleaseShared() {
        //喚醒所有阻塞隊列里面的線程
        for (;;) {
            Node h = head;
            if (h != null && h != tail) {
                int ws = h.waitStatus;
                if (ws == Node.SIGNAL) {//節(jié)點是否在等待喚醒狀態(tài)
                    if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))//修改狀態(tài)為初始
                        continue;
                    unparkSuccessor(h);//成功則喚醒線程
                }
                else if (ws == 0 &&
                         !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
                    continue;                // loop on failed CAS
            }
            if (h == head)                   // loop if head changed
                break;
        }
    }

到此這篇關(guān)于Java并發(fā)工具類之CountDownLatch詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)CountDownLatch詳解內(nèi)容請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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