Java多線程之同步工具類CountDownLatch
前言:
CountDownLatch
是一個同步工具類,它允許一個或多個線程一直等待,直到其他線程執(zhí)行完后再執(zhí)行。例如,應(yīng)用程序的主線程希望在負(fù)責(zé)啟動框架服務(wù)的線程已經(jīng)啟動所有框架服務(wù)之后執(zhí)行。
1 CountDownLatch主要方法
void await():如果當(dāng)前count
大于0,當(dāng)前線程將會wait,直到count等于0或者中斷。 PS:當(dāng)count
等于0的時候,再去調(diào)用await()
,
線程將不會阻塞,而是立即運(yùn)行。后面可以通過源碼分析得到。
boolean await(long timeout, TimeUnit unit):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。
void countDown(): 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。
long getCount() :獲得計數(shù)的數(shù)量
2 CountDownLatch使用例子
public class CountDownLatchTest { private static final int N = 4; public static void main(String[] args) { final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(4); for(int i=0;i<N;i++) { new Thread(){ public void run() { try { System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"正在執(zhí)行"); Thread.sleep(3000); System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行完畢"); latch.countDown(); System.out.println("剩余計數(shù)"+latch.getCount()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }; }.start(); } try { System.out.println("等待"+N+"個子線程執(zhí)行完畢..."); latch.await(); System.out.println(N+"個子線程已經(jīng)執(zhí)行完畢"); System.out.println("繼續(xù)執(zhí)行主線程"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
子線程Thread-1正在執(zhí)行
子線程Thread-3正在執(zhí)行
子線程Thread-2正在執(zhí)行
等待4個子線程執(zhí)行完畢...
子線程Thread-0正在執(zhí)行
子線程Thread-3執(zhí)行完畢
子線程Thread-2執(zhí)行完畢
剩余計數(shù)2
子線程Thread-1執(zhí)行完畢
剩余計數(shù)1
子線程Thread-0執(zhí)行完畢
剩余計數(shù)3
剩余計數(shù)0
4個子線程已經(jīng)執(zhí)行完畢
繼續(xù)執(zhí)行主線程
3 CountDownLatch源碼分析
CountDownLatch
是通過計數(shù)器的方式來實現(xiàn),計數(shù)器的初始值為線程的數(shù)量。每當(dāng)一個線程完成了自己的任務(wù)之后,就會對計數(shù)器減1,當(dāng)計數(shù)器的值為0時,表示所有線程完成了任務(wù),此時等待在閉鎖上的線程才繼續(xù)執(zhí)行,從而達(dá)到等待其他線程完成任務(wù)之后才繼續(xù)執(zhí)行的目的。
構(gòu)造函數(shù)
public CountDownLatch(int count) { if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0"); this.sync = new Sync(count); }
通過傳入一個數(shù)值來創(chuàng)建一個CountDownLatch
,數(shù)值表示線程可以從等待狀態(tài)恢復(fù),countDown
方法必須被調(diào)用的次數(shù)
countDown方法
public void countDown() { sync.releaseShared(1); }
線程調(diào)用此方法對count
進(jìn)行減1。當(dāng)count
本來就為0,此方法不做任何操作,當(dāng)count
比0大,調(diào)用此方法進(jìn)行減1,當(dāng)new count
為0,釋放所有等待當(dāng)線程。
countDown方法的內(nèi)部實現(xiàn)
/** * Decrements the count of the latch, releasing all waiting threads if * the count reaches zero. * * <p>If the current count is greater than zero then it is decremented. * If the new count is zero then all waiting threads are re-enabled for * thread scheduling purposes. * * <p>If the current count equals zero then nothing happens. */ public void countDown() { sync.releaseShared(1); } public final boolean releaseShared(int arg) { if (tryReleaseShared(arg)) { doReleaseShared();//釋放所有正在等待的線程節(jié)點 return true; } return false; } 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; } } private void doReleaseShared() { for (;;) { Node h = head; if (h != null && h != tail) { int ws = h.waitStatus; if (ws == Node.SIGNAL) { if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0)) continue; // loop to recheck cases unparkSuccessor(h); } else if (ws == 0 && !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE)) continue; // loop on failed CAS } if (h == head) // loop if head changed break; } }
await方法
(1)不帶參數(shù)
public void await() throws InterruptedException { sync.acquireSharedInterruptibly(1); }
調(diào)用此方法時,當(dāng)count
為0,直接返回true
,當(dāng)count
比0大,線程會一直等待,直到count
的值變?yōu)?,或者線程被中斷(interepted,此時會拋出中斷異常)。
(2)帶參數(shù)
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout)); }
調(diào)用此方法時,當(dāng)count
為0,直接返回true
,當(dāng)count
比0大,線程會等待一段時間,等待時間內(nèi)如果count
的值變?yōu)?,返回true
;當(dāng)超出等待時間,返回false
;或者等待時間內(nèi)線程被中斷,此時會拋出中斷異常。
await()方法的內(nèi)部實現(xiàn)
public void await() throws InterruptedException { sync.acquireSharedInterruptibly(1); }
具體如下:
- 1、檢測中斷標(biāo)志位
- 2、調(diào)用
tryAcquireShared
方法來檢查AQS標(biāo)志位state
是否等于0,如果state
等于0,則說明不需要等待,立即返回,否則進(jìn)行3 - 3、調(diào)用
doAcquireSharedInterruptibly
方法進(jìn)入AQS同步隊列進(jìn)行等待,并不斷的自旋檢測是否需要喚醒
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); if (tryAcquireShared(arg) < 0) doAcquireSharedInterruptibly(arg); } /* 函數(shù)功能:根據(jù)AQS的狀態(tài)位state來返回值, 如果為state=0,返回 1 如果state=1,則返回-1 */ protected int tryAcquireShared(int acquires) { return (getState() == 0) ? 1 : -1; } /** * Acquires in shared interruptible mode. * @param arg the acquire argument */ private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException { final Node node = addWaiter(Node.SHARED); boolean failed = true; try { for (;;) { final Node p = node.predecessor(); if (p == head) { int r = tryAcquireShared(arg); if (r >= 0) {//如果大于零,則說明需要喚醒 setHeadAndPropagate(node, r); p.next = null; // help GC failed = false; return; } } if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt()) throw new InterruptedException(); } } finally { if (failed) cancelAcquire(node); } }
4 CountDownLatch和CyclicBarrier區(qū)別
CountDownLatch
和CyclicBarrier
都能夠?qū)崿F(xiàn)線程之間的等待,只不過它們側(cè)重點不同:
CountDownLatch
一般用于某個線程A等待若干個其他線程執(zhí)行完任務(wù)之后,它才執(zhí)行;CyclicBarrier
一般用于一組線程互相等待至某個狀態(tài),然后這一組線程再同時執(zhí)行;
CountDownLatch
是不能夠重用的,而CyclicBarrier
是可以重用的。
到此這篇關(guān)于Java多線程之同步工具類CountDownLatch的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java多線程 CountDownLatch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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