并发是个什么鬼之同步工具类CountDownLatch

扯淡

写这篇文章,我先酝酿一下,实不相瞒,脱离底层太久了,更确切的情况是,真没曾认真研究过。就目前来说,很多框架包括工具类已经把实现封装的很深,你只需轻轻的调用一下API,便不费半点力气。以至于大家会产生种种错觉,开发无非如此,总觉得混个三五年,也能混上CTO,迎娶白富美,当然这毕竟是少数。

我觉的大多数开发者的困惑是,底层的东西即使深入了解,如果不是BAT这种重研发型,自造血的公司,对于目前的工作亦或者将来的工作可能并没有什么用武之地。

正题

CountDownLatch 又是大神 Doug Lea的又一神作,正如每个Java文档所描述的那样,CountDownLatch是一个同步工具类,它允许一个或多个线程一直等待,直到其他线程的操作执行完后再执行。

CountDownLatch是通过一个计数器来实现的,计数器的初始值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后,计数器的值就会减1。当计数器值到达0时,它表示所有的线程已经完成了任务,然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务。

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源码分析

源码位于rt.java中的java.util.concurrent包中。

1、CountDownLatch:A synchronization aid that allows one or more threads to wait until a set of operations being performed in other threads completes.

中文解释:也就是说主线程在等待所有其它的子线程完成后再往下执行

2、构造函数:CountDownLatch(int count)//初始化count数目的同步计数器,只有当同步计数器为0,主线程才会向下执行

主要方法:void await()//当前线程等待计数器为0
boolean await(long timeout, TimeUnit unit)//与上面的方法不同,它加了一个时间限制。
void countDown()//计数器减1
long getCount()//获取计数器的值

3.它的内部有一个辅助的内部类:sync.
它的实现如下:

/**
     * Synchronization control For CountDownLatch.
     * Uses AQS state to represent count.
     */
    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;
            }
        }
    }

4.await()方法的实现

public void await() throws InterruptedException {
   sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        if (Thread.interrupted())
            throw new InterruptedException();
        //调用3中的tryAcquireShared()方法
        if (tryAcquireShared(arg) < 0)
            doAcquireSharedInterruptibly(arg);//加入到等待队列中
    }

5.countDown()方法的实现

public void countDown() {
        sync.releaseShared(1);
}
public final boolean releaseShared(int arg) {
//调用3中的tryReleaseShared()方法
        if (tryReleaseShared(arg)) {
        //解锁
            doReleaseShared();
            return true;
        }
        return false;
}

应用场景

比如主任务是一个比较复杂的运算,为了节约时间,我们可以拆分成多个子任务,多线程同时执行,最终统一汇总任务。

其实生活也有类似的场景,比如马拉松赛跑,我们不可能按顺序依次跑步,这样得跑到猴年马月。一般来说都是大家听到发号命令一起跑,最终比赛结束,统一汇总成绩。

代码案例

下面看一个例子大家就清楚CountDownLatch的用法了:

/**
 * CountDownLatch,一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待
 * 构造方法参数指定了计数的次数
 * countDown方法,当前线程结束执行后调用,计数减一 
 * awaint方法,调用此方法会一直阻塞当前线程,直到计时器的值为0
 * 创建者 科帮网
 * 创建时间    2017年8月15日
 *
 */
public class CountDownLatchDemo {
    final static SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(
            "yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    
    final static String startTime = sdf.format(new Date());

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);// 两个赛跑者
        Runer runer1 = new Runer("刘翔", 5000, latch);
        Runer runer2 = new Runer("罗伯斯", 8000, latch);
        runer1.start();//刘翔   开始跑步
        runer2.start();//罗伯斯 开始跑步
        latch.await();// 等待所有人赛跑结束
        System.out.println("all runer done at " + sdf.format(new Date()));
    }

    static class Runer extends Thread {
        String runerName;
        int runTime;
        CountDownLatch latch;

        public Runer(String runerName, int runTime, CountDownLatch latch) {
            this.runerName = runerName;
            this.runTime = runTime;
            this.latch = latch;
        }

        public void run() {
            System.out.println("Runer " + runerName + " do run begin at "
                    + startTime);
            doRun();//跑步
            System.out.println("Runer " + runerName + " do run complete at "
                    + sdf.format(new Date()));
            latch.countDown();// 终点结束,计数器减一

        }

        private void doRun() {
            try {
                Thread.sleep(runTime);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}
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作者: 小柒

出处: https://blog.52itstyle.com

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