Java中的CountDownLatch同步工具类使用解析
CountDownLatch同步工具类
CountDownLatch初始化的时候必须指定一个count,await方法会一直阻塞直到调用countdown方法,count为0,当count为0时,所有的等待线程都会被释放。
count是不能被重置的,如果想重复使用count,可以考虑CyclicBarrier。
CountDownLatch是一个同步工具类,用来协调多个线程之间的同步,或者是线程之间的通信。
CountDownLatch可以使主线程等待子线程完成自己的任务之后在继续执行,count为线程的数量,每当线程完成一个任务后,count减一,当count为0时,表示所有的任务都已经完成,这时主线程就可以继续执行。
CountDownLatch的构造函数
public CountDownLatch(int count) { if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0"); this.sync = new Sync(count); }
初始化的时候必须指定一个大于等于0的count,否则会抛出异常。
Sync(int count) { setState(count); }
CountDownLatch的同步是使用了AQS的状态代表count。
看一下它的countdown方法。
/** * 如果count为0时,释放所有的等待线程 * 如果当前的count比0大就要递减 * 如果当前count为0什么也不做 */ public void countDown() { sync.releaseShared(1); }
本质还是调用了AQS的releaseShared方法。
public final boolean releaseShared(int arg) { if (tryReleaseShared(arg)) { doReleaseShared(); 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; } }
countdown就是释放锁的操作,每被调用一次,state就减一。首先尝试释放锁,利用CAS设置state,如果state为0,说明所有的子线程都完成了操作,这是就要唤醒在同步队列上的其他线程。
再来看一下await方法。
public void await() throws InterruptedException { sync.acquireSharedInterruptibly(1); }
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); if (tryAcquireShared(arg) < 0) doAcquireSharedInterruptibly(arg); }
protected int tryAcquireShared(int acquires) { return (getState() == 0) ? 1 : -1; }
尝试获取锁,如果state为0,表示获取锁成功,如果state不为0,表示获取锁失败,调用doAcquireSharedInterruptibly方法阻塞直到成功获取到锁。
CountDownLatch的使用
public static void main(String[] args) throws Exception { java.util.concurrent.CountDownLatch c = new java.util.concurrent.CountDownLatch(3); ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 3; i++) { es.execute(new Task(i, c)); } c.await(); System.out.println("主线程执行任务"); } public static class Task implements Runnable { private int m; private java.util.concurrent.CountDownLatch c; public Task(int m,java.util.concurrent.CountDownLatch c) { this.m = m; this.c = c; } @Override public void run() { System.out.println("子线程"+m+"完成了任务"); c.countDown(); } }
执行结果
子线程1完成了任务
子线程0完成了任务
子线程2完成了任务
主线程执行任务
在多线程中,子线程需要完成各自的任务后,主线程才能利用子线程的结果进行整合,我们可以考虑CountDownLatch来控制并发。
CountDownLatch只是一个同步辅助类,当CountDownLatch的计数器未到0之前,所有调用await的方法都会阻塞,只有计数器为0,线程才能继续往下执行。CountDownLatch的计数器是不可重用的。
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