詳解Java線程同步器CountDownLatch

更新時間：2020年09月12日 10:31:47 作者：java小新人

這篇文章主要介紹了Java線程同步器CountDownLatch的相關資料，幫助大家更好的理解和學習Java，感興趣的朋友可以了解下

　　Java程序有的時候在主線程中會創(chuàng)建多個線程去執(zhí)行任務，然后在主線程執(zhí)行完畢之前，把所有線程的任務進行匯總，以前可以用線程的join方法，但是這個方法不夠靈活，我們可以使用CountDownLatch類，實現(xiàn)更優(yōu)雅,而且使用線程池的話，可沒有辦法調用線程的join方法的呀！

一.簡單使用CountDownLatch

　　直接使用線程：

package com.example.demo.study;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class Study0215 {
  //這里相當于新建一個初始值為2的計數器
  private static volatile CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);
  
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    new Thread(()->{
      try {
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("線程一執(zhí)行完畢");
      } catch (Exception e) {
        
      }finally {
        //每調用這個方法計數器減一
        countDownLatch.countDown();
      }
      
    }).start();
    
    new Thread(()->{
      try {
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("線程二執(zhí)行完畢");
      } catch (Exception e) {
        
      }finally {
        countDownLatch.countDown();
      }
      
    }).start();
    
    System.out.println("兩個線程已經全部啟動");
    //只要調用了這個方法之后，主線程會阻塞，直到計數器countDownLatch變成0就會返回
    countDownLatch.await();
    System.out.println("執(zhí)行完畢");
    
  }
  
}

實際中盡量少直接操作線程，而是使用線程池：

package com.example.demo.study;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Study0215 {
  // 這里相當于新建一個初始值為2的計數器
  private static volatile CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    //創(chuàng)建線程池
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
    //將任務一丟進線程池
    pool.submit(() -> {
      try {
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("線程一執(zhí)行完畢");
      } catch (Exception e) {

      } finally {
        // 每調用這個方法計數器減一
        countDownLatch.countDown();
      }
    });
    //任務二丟進線程池
    pool.submit(() -> {
      try {
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("線程二執(zhí)行完畢");
      } catch (Exception e) {

      } finally {
        countDownLatch.countDown();
      }
    });

    System.out.println("兩個線程已經全部啟動");
    // 只要調用了這個方法之后，主線程會阻塞，直到計數器countDownLatch變成0就會返回
    countDownLatch.await();
    System.out.println("執(zhí)行完畢");

  }

}

二.await方法

　　看下面的圖，可以知道這個CountDownLatch類內部有個工具類Sync實現(xiàn)了AQS，然后CountDownLatch中的方法都是調用工具類Sync去操作的，emmm....跟前面說過的ReentrantLock類結構是一樣的；

我們看看CountDownLatch構造器傳遞的數其實就是設置AQS中state的值：

//實際上調用把值傳遞給了Sync，也就是設置了AQS中的state
public CountDownLatch(int count) {
  if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
  this.sync = new Sync(count);
}
Sync(int count) {
  setState(count);
}

我們再看看await方法：

//當前線程調用了await方法之后，當前線程就會給阻塞，直到以下兩種情況：
//1.其他線程調用了countDown方法將計數器減到0之后，該線程就返回了；
//2.其他線程調用了當前的線程的中斷方法，當前線程拋出異常InterruptedException
public void await() throws InterruptedException {
  sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}

public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {
  //當前線程被中斷就拋出異常
  if (Thread.interrupted())
    throw new InterruptedException();
  //查看計數器中的值是不是0，不過不是0，就進入AQS等待隊列等待；
  if (tryAcquireShared(arg) < 0)
    doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}

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

三.countDown方法

public void countDown() {
  sync.releaseShared(1);
}

public final boolean releaseShared(int arg) {
  //tryReleaseShared方法返回false，說明當前計數器的值減一成功
  //返回true，說明計數器的值此時為0，那就要喚醒因為調用了CountDownLatch而阻塞的線程
  if (tryReleaseShared(arg)) {
    doReleaseShared();
    return true;
  }
  return false;
}

protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
  //一個無限循環(huán)
  for (;;) {
    //獲取state的值
    int c = getState();
    //如果state為0，返回false
    if (c == 0)
      return false;
    //否則就把state減一然后用CAS更新到state
    int nextc = c-1;
    if (compareAndSetState(c, nextc))
      return nextc == 0;
  }
}

四.getState方法

　　這個方法獲取計數器的值，其實就是獲取AQS中的state的值；

int getCount() {
  return getState();
}
protected final int getState() {
  return state;
}

　　其實CountDownLatch比較容易，功能和Thread的join方法一樣，只不過更靈活，基于AQS實現(xiàn)，在初始化的時候設置state的值，當線程調用CountDownLatch的await方法的時候，當前線程就會被丟到AQS的阻塞隊列掛起；然后當其他線程調用了countDown方法，其實就是將state減一，當state等于0的時候，就會喚醒所有因為調用await方法而阻塞的線程；

以上就是詳解Java線程同步器CountDownLatch的詳細內容，更多關于Java CountDownLatch的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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