简介

CountDownLatch 是JDK1.5 开始提供的一种同步辅助工具,它允许一个或多个线程一直等待,直到其他线程执行的操作完成为止。在初始化的时候给定 CountDownLatch 一个计数,调用await() 方法的线程会一直等待,其他线程执行完操作后调用countDown(),当计数减到0 ,调用await() 方法的线程被唤醒继续执行。

应用场景

  1. 多线程并发下载或上传

    主线程初始化一个为5的CountDownLatch ,然后分发给5个线程去完成下载或上传的动作,主线程等待其他线程完成任务后返回成功呢。
  2. 首页,一个复杂的查询包含多个子查询,但是子查询结果互相不依赖,也可以使用 CountDownLatch ,等待多个查询完成后再一起返回给首页。

源码分析

CountDownLatch 的源码相对于之前介绍的几个同步类,代码量要少很多很多,在JDK 1.8版本中也就300多行(包含注释),所以分析起来也比较简单。

内部类Sync

同样的,该内部类也继承了AQS,代码展示:

private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L; Sync(int count) { // 同步器的构造方法,初始化计数
setState(count);
}
...
}

主要的属性

主要的属性就一个,也就是内部类实例:同步器Sync

private final Sync sync;

构造方法

CountDownLatch 就一个构造方法,必须制定初始化计数

public CountDownLatch(int count) {
if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
this.sync = new Sync(count); // 初始化同步器,指定计数
}

CountDownLatch 不算构造方法和toString方法一共也才4个方法,不多,所以我们全部看一下

await() 方法

调用该方法的线程会被阻塞,指定初始化的计数被减为0,或者线程被中断抛出异常。

代码展示:

// CountDownLatch.await()
public void await() throws InterruptedException { // 会抛出中断异常
sync.acquireSharedInterruptibly(1); //调用的是同步器框架AQS的方法
}
// AQS框架代码
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted()) // 检查线程中断状态,抛出异常
throw new InterruptedException();
if (tryAcquireShared(arg) < 0) // 套路一样,调用Sync里面的方法
doAcquireSharedInterruptibly(arg); // 阻塞线程,排队,等待被唤醒
}
// 内部类Sync.tryAcquireShared()
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
// 检查计数,如果为0,返回1,如果不为0,返回-1;
return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}

await() 方法总结:

  1. 这应该是最简单的一个tryAcquireShared方法实现了。
  2. 仅调用了getState来检查当前计数,如果计数为0,返回1;如果计数不为0,返回-1。
  3. 阻塞线程,排队,等待被唤醒,中断抛出异常等逻辑都是在AQS实现的,具体分析请看之前的AQS分析文章

boolean await(timeout, unit)方法

和无参数的await()方法唯一的区别就是该方法指定了等待超时的时间,并且有返回值;

如果计数为0,则返回true;

如果线程被中断,则抛出异常;

如果线程经过了指定的等待时间,则返回false;

代码展示:

public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
} public final boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted()) // 检查线程中断状态
throw new InterruptedException();
// tryAcquireShared 只会返回1或者-1,返回1代表计数已经为0,直接返回true
// doAcquireSharedNanos 是AQS 框架里面的代码
return tryAcquireShared(arg) >= 0 || doAcquireSharedNanos(arg, nanosTimeout);
} // AQS 框架里面的代码
private boolean doAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException {
if (nanosTimeout <= 0L)
return false;
// 计算超时时间
final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
// 构建当前排队节点,并加入队列,精灵王之前有分析
final Node node = addWaiter(Node.SHARED); //共享节点
boolean failed = true;
try {
for (;;) { // 自旋 tryAcquireShared(arg)
final Node p = node.predecessor();
if (p == head) { // 轮到当前节点了
int r = tryAcquireShared(arg);
if (r >= 0) { // 这里返回的大于等于0,说明计数为0,返回true
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return true;
}
}
nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
if (nanosTimeout <= 0L)
return false; // 超时了,直接返回false
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold)
LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout); // 阻塞当前线程
if (Thread.interrupted()) // 中断抛出异常
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed) // 节点被取消
cancelAcquire(node);
}
}

countDown() 方法

如果当前计数大于零,则将其递减,如果计数达到零,则唤醒所有等待的线程(调用了await方法的线程)。如果当前计数等于零,那么什么也不会发生。源码展示:

public void countDown() {
sync.releaseShared(1); // 调用AQS递减计数
} // AQS同步框架的代码
public final boolean releaseShared(int arg) {
if (tryReleaseShared(arg)) { // 调用自己实现的方法tryReleaseShared
doReleaseShared(); //计数为0,唤醒所有等待的线程,返回true
return true;
}
return false;
}
// CDL 自己实现的递减计数方法
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
// Decrement count; signal when transition to zero
for (;;) { // 自旋,保证递减操作成功
int c = getState(); // 当前的技术
if (c == 0) // 计数已经是0了,返回false,之后啥也不会发生
return false;
int nextc = c-1; // 递减
if (compareAndSetState(c, nextc)) // cas 更新计数
return nextc == 0; 计数为0才返回true
}
}
// 唤醒等待的线程
private void doReleaseShared() {
for (;;) { //自旋操作
Node h = head;
if (h != null && h != tail) { // 等待的线程队列不为空
int ws = h.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL) {// 检查状态是否要唤醒下一个节点的线程
if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0)) // CAS 失败了才会继续continue
continue; // loop to recheck cases
unparkSuccessor(h); // 唤醒头节点的下一个节点线程
} else if (ws == 0 && !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
continue; // loop on failed CAS
}
// 头节点没变
if (h == head) // loop if head changed
break;
}
}

countDown() 方法总结:

  1. 主要逻辑就是把计数减1
  2. 如果计数减到了0,则唤醒所有队列中等待的线程
  3. 如果减之前计数已经是0了,则什么也不干

getCount() 方法

public long getCount() { // CDL 的API
return sync.getCount();
}
// 内部类 Sync
int getCount() {
return getState();
}
// AQS 框架api
protected final int getState() {
return state;
}

返回当前的计数。

CountDownLatch 总结

  1. 主要功能维护计数,当计数减为零后才放开所有等待的线程
  2. CountDownLatch 没有加计数的API,所以一个CountDownLatch不可以重复使用,如果要用可以重置计数的,可以使用CyclicBarrier。
  3. CountDownLatch 也会有“死锁”的现象,要避免计数永远减不到0的情况
  4. 如果初始化计数为0,那么 CountDownLatch 则毫无作用,不如不用
  5. 如果初始化计数为1,调用await时阻塞自己,别人countDown解锁后,再唤醒自己(类似于在等一个资源,拿到资源在继续进行)

和Semaphore的区别

Semaphore 可以用来限流,比如限制一个景区最多允许10000人同时在园内,只有当有人出园后,才允许其他人入园。

CountDownLatch 可以用来计数,比如导游在出发点等待10名游客一起出发,来一名游客就画个叉,直到10名游客到齐后,才一起出发去旅游。

源码分析:CountDownLatch 之倒计时门栓的更多相关文章

  1. 【JDK】JDK源码分析-CountDownLatch

    概述 CountDownLatch 是并发包中的一个工具类,它的典型应用场景为:一个线程等待几个线程执行,待这几个线程结束后,该线程再继续执行. 简单起见,可以把它理解为一个倒数的计数器:初始值为线程 ...

  2. 并发编程(七)——AbstractQueuedSynchronizer 之 CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore 源码分析

    这篇,我们的关注点是 AQS 最后的部分,共享模式的使用.本文先用 CountDownLatch 将共享模式说清楚,然后顺着把其他 AQS 相关的类 CyclicBarrier.Semaphore 的 ...

  3. 【JUC】JDK1.8源码分析之CountDownLatch(五)

    一.前言 分析完了CyclicBarrier后,下面分析CountDownLatch,CountDownLatch用于同步一个或多个任务,强制他们等待由其他任务执行的一组操作完成.CountDownL ...

  4. Java - "JUC" CountDownLatch源码分析

    Java多线程系列--“JUC锁”09之 CountDownLatch原理和示例 CountDownLatch简介 CountDownLatch是一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前 ...

  5. 并发编程学习笔记(9)----AQS的共享模式源码分析及CountDownLatch使用及原理

    1. AQS共享模式 前面已经说过了AQS的原理及独享模式的源码分析,今天就来学习共享模式下的AQS的几个接口的源码. 首先还是从顶级接口acquireShared()方法入手: public fin ...

  6. CountDownLatch 源码分析

    CountDownLatch 源码分析: 1:CountDownLatch数据结构 成员变量 Sync类型对象 private final Sync sync; Sync是继承AQS的一个类,Coun ...

  7. concurrent(五)同步辅助器CountDownLatch & 源码分析

    参考文档: https://blog.csdn.net/zxdfc/article/details/52752803 简介 CountDownLatch是一个同步辅助类.允许一个或多个线程等待其他线程 ...

  8. Android 关于 CountDownTimer onTick() 倒计时不准确问题源码分析

    一.问题 CountDownTimer 使用比较简单,设置 5 秒的倒计时,间隔为 1 秒. final String TAG = "CountDownTimer"; * , ) ...

  9. 并发工具CountDownLatch源码分析

    CountDownLatch的作用类似于Thread.join()方法,但比join()更加灵活.它可以等待多个线程(取决于实例化时声明的数量)都达到预期状态或者完成工作以后,通知其他正在等待的线程继 ...

随机推荐

  1. centos8上安装phpmyadmin5

    一,下载phpmyadmin5: 1,官网地址: https://www.phpmyadmin.net/ 2,下载 [root@yjweb source]# wget https://files.ph ...

  2. css和xpath定位补充

    定位的网页的地址:https://item.jd.com/100000323510.htmlxpath绝对定位: 1 以"/"开头的是绝对定位 2 /html/body/div[1 ...

  3. 【计算几何 05】Pick定理

    什么是Pick定理(皮克定理) 来自wiki的介绍: 给定顶点座标均是整点(或正方形格子点)的简单多边形,皮克定理说明了其面积 \(A\)和内部格点数目 \(i\) .边上格点数目 \(b\) 的关系 ...

  4. 连肝三个通宵,JVM77道高频面试题详细分析,就这?

    为方便大家记忆,记得收藏加关注哦 ,需要下载PDF版本请在公众号[程序员空间]回复"资料"即可获取下载方式,你也可以 点在文末微信扫描二维码关注! 1.java 中会存在内存泄漏吗 ...

  5. C#Socket通讯(1)

    前言 因为自己需要开发一款自己的游戏,因为设计网络方面,所以我找了很多的资料,再加上考虑到Unity游戏客户端直接连接数据库很容易导致数据库泄露,再加上网上很多的服务端都是用控制台做的,所以我就想做个 ...

  6. 使用TLSharp进行Telegram中遭遇循环体内报session.dat文件被占用时解决方式一例

    背景 公司做Telegram开发,.net Framework项目,调用TLSharp作为框架进行开发. 开发需求是读取群里新到达的信息并进行过滤. 由此不可避免得要用到 TLSharp.Core.T ...

  7. dubbo-高可用-负载均衡配置

    在集群负载均衡时,Dubbo 提供了多种均衡策略,缺省为 random 随机调用. 负载均衡策略 1.Random LoadBalance随机,按权重设置随机概率.在一个截面上碰撞的概率高,但调用量越 ...

  8. 4g工业路由器的覆盖范围分析

    4G工业路由器通常覆盖范围在60-80米之间,而影响4G工业路由器的覆盖范围有以下几个因素. 影响4g工业路由器覆盖范围的因素一:环境 空旷的环境下4g工业路由器的信号覆盖范围必然更加广阔,如果传输环 ...

  9. Java学习的第五十天

    1.求长方体的体积要求类中用但参数的方法去求 public class Cjava { public static void main(String[]args) { Box b1=new Box(1 ...

  10. 不吹不黑,跨平台框架AspNetCore开发实践杂谈

    前言 最近边学边做,初步上手了AspNetCore的开发,对MVC这套熟悉了一下,因为之前没有拿来做过独立项目,都是和别人合作开发,所以前后端分离,我都只做WebApi,而且还是很小的项目(课设级别) ...