1.什么是閉鎖

在介紹本篇文章之前，先介紹下什么是閉鎖？閉鎖是一種同步的工具類，可以延遲線程的進度直到其到達終止狀態(tài)，可以把閉鎖看作是一扇門，在閉鎖到達結束狀態(tài)之前，這扇門一直是關閉的，并且沒有任何線程能通過，當?shù)竭_結束狀態(tài)時，這扇門會打開允許所有線程通過。需要注意的是，當閉鎖到達結束狀態(tài)后，將不會再改變狀態(tài)，因此這扇門將會永遠保持打開狀態(tài)。閉鎖可以用來確保某些任務直到其他任務都完成才繼續(xù)執(zhí)行。

2.閉鎖的使用場景

閉鎖在開發(fā)過程中的用途非常廣，總結下來主要有以下幾個場景會用到閉鎖

2.1.確保某個計算在資源初始后再繼續(xù)執(zhí)行

在這種場景下我們可以使用二元閉鎖，二元閉鎖包括兩個狀態(tài)，可以用來表示“資源已經(jīng)被初始化”，而所有需要用到資源R的操作都必須在這個閉鎖上等待。例如我們需要加載一個配置文件，根據(jù)配置文件去做一些操作就可以使用這種閉鎖的方式；

2.2.確保某個服務在其依賴的所有其他服務都啟動之后才啟動

每個服務都有一個相關的二元閉鎖。當啟動服務S時，將首先在S依賴的其他服務閉鎖上等待，在所有依賴的服務都啟動后會釋放閉鎖S，這樣其他依賴S的服務才能繼續(xù)執(zhí)行。例如在Android的Aidl服務綁定的時候，客戶端綁定服務端獲取Binder對象時，大概會有個30ms（不精確）的延遲，如果設計SDK的時候，綁定服務端和啟動其他調(diào)用服務端的操作又是并行的情況下，就會出現(xiàn)binder為空的情況，這里就可以使用閉鎖來實現(xiàn)。具體的實現(xiàn)手法有興趣的話下次單獨出一篇文章介紹。

2.3.等待直到某個操作的所有參與者都就緒再繼續(xù)執(zhí)行

這里舉一個大家很熟悉的例子，王者榮耀的匹配，每次匹配都需要你自己的隊友和對面的對手在內(nèi)的所有玩家都就緒后才能開始游戲，不然就會出現(xiàn)少打多的滑稽情況了。這種場景下，當所有的玩家都準備就緒時，閉鎖將會達到結束狀態(tài)。

3. CountDownLatch

CountDownLatch 是閉鎖的一種實現(xiàn)，可以在我們上面的各種場景中使用，它可以使一個或者多個線程等待一組事件發(fā)生，閉鎖狀態(tài)包括一個計數(shù)器，該計數(shù)器被初始化為一個正數(shù)，表示需要等待的事件數(shù)量，countDown方法遞減計數(shù)器，表示有一個事件已經(jīng)發(fā)生了，而await方法會一直阻塞直到計數(shù)器達到零。這表示所有等待的事件都已經(jīng)發(fā)生，如果計數(shù)器的值非零，那么await會一直阻塞直到計數(shù)器為零，或者等待中的線程中斷，或等待超時

3.1 使用CountDownLatch統(tǒng)計多個工作線程執(zhí)行的耗時

大致原理是使用兩個閉鎖，一個開始門，一個結束門，開始門計數(shù)器初始值為1，結束門的初始值為工作線程的數(shù)量，所有工作線程首先要做的事情就是在開始門上等待，從而確保所有線程都就緒后才開始執(zhí)行，每個線程套作的最后一件事情是調(diào)用結束門的countDown方法減一。demo代碼如下所示：

  public static long timeTasks(int nThreads, final Runnable task) throws InterruptedException {
        final CountDownLatch startGate = new CountDownLatch(1);
        final CountDownLatch endGate = new CountDownLatch(nThreads);

        for (int i = 0; i < nThreads; i++){
            Thread t = new Thread(){
                public void run(){
                    try {
                        System.out.println("startGate before========");
                        startGate.await();
                        System.out.println("startGate after========");
                        try{
                            task.run();
                        }finally {
                            endGate.countDown();
                            System.out.println("endGate.countDown()========");
                        }
                    } catch (InterruptedException ignored) {}
                }
            };

            t.start();
        }

        long start = System.nanoTime();
        System.out.println("start========" + start);
        startGate.countDown();
        System.out.println("endGate before========");
        endGate.await();
        long end = System.nanoTime();
        System.out.println("end========" + end);
        return end-start;
    }

注意：上面的代碼中，也許讀者會發(fā)現(xiàn)為啥要在timeTask()中使用閉鎖，而不是線程一創(chuàng)建后就立即啟動，因為如果在創(chuàng)建線程后就立即啟動他們，那么先啟動的線程將“領先”后啟動的線程，并且活躍的線程數(shù)量會隨著時間的推移而增加或者減少，競爭程度也在不斷發(fā)生變化。啟動門將使得主線程能夠同時釋放所有工作線程，而結束門則使主線程能夠等待最后一個線程執(zhí)行完成，而不是順序地等待每個線程執(zhí)行完成

到此這篇關于Java使用CountDownLatch實現(xiàn)統(tǒng)計任務耗時的文章就介紹到這了,更多相關Java CountDownLatch內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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