1. 场景引入

    日常开发中,有个需求,要求主线程开启多个线程去并行执行任务,并且主线程需要等待所有的子线程执行完成后进行汇总。我们很容易找到 jion()方法来实现这个功能

  

缺点:由于工作中,我们不会直接创建线程,一般都是交给线程池处理,那么我们就没法对线程池里的线程调用join()方法了。

  2.需求升级

    主线程不必等所有的子线程全部执行完成就可以进行汇总,并且子线程还能执行其他的无关的功能。查阅JUC包,我们发现CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore均可以实现这个功能。

今天我们主要学习一下CountDownLatch

3. join 和 CountDownLatch比较

  • 调用一个子线程的join()方法后,该线程(主线程)会一直被阻塞,直到子线程运行完成。而CountDownLatch使用计数器,在调用countDown()方法递减计数,在计数器为0时,唤醒阻塞的线程,而不必等到子线程执行完成。
  • 在使用线程池执行任务时,join()方法不能使用,CountDownLatch的使用更加灵活。

4. 源码走读

  1. public CountDownLatch(int count) {
  2. if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
  3. // 底层是AQS,构造函数的入参传递给AQS的state属性
  4. this.sync = new CountDownLatch.Sync(count);
  5. }
  1. // 调用该方法,计数器的值递减,当计数器的值为0则唤醒所有因调用该方法而阻塞的线程,
  2. //否则什么也不做
  3. public void countDown() {
  4. // 委托sync调用AQS的方法
  5. sync.releaseShared(1);
  6. }
  7.  
  8. public final boolean releaseShared(int arg) {
  9. // 调用sync实现的tryReleaseShared方法
  10. if (tryReleaseShared(arg)) {
  11. // AQS的释放资源方法,唤醒由于调用await方法而阻塞的线程,此时阻塞线程往下执行,但是不影响子线程调用countDown方法后面的代码的继续执行
  12. doReleaseShared();
  13. return true;
  14. }
  15. return false;
  16. }
  17. protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
  18. // 循环进行cas,直到当前线程成功完成计数器减一并更新到state
  19. for (;;) {
  20. int c = getState();
  21. if (c == 0)
  22. return false;
  23. int nextc = c - 1;
  24. if (compareAndSetState(c, nextc))
  25. return nextc == 0;
  26. }
  27. }
  1. public void await() throws InterruptedException {
  2. sync.acquireSharedInterruptibly(1);
  3. }
  4.  
  5. public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
  6. throws InterruptedException {
  7. if (Thread.interrupted())
  8. throw new InterruptedException();
  9. // 判断state是否为0
  10. if (tryAcquireShared(arg) < 0)
  11. // 如果不为0,则将当前线程加入到AQS的队列等待
  12. doAcquireSharedInterruptibly(arg);
  13. }
  14.  
  15. // 单纯的判断AQS的state是否为0
  16. protected int tryAcquireShared(int acquires) {do
  17. return (getState() == 0) ? 1 : -1;
  18. }

5. 总结

CountDownLatch基于AQS实现(CountDownLatch静态内部类Sync)。使用AQS的状态值state来存放计数器的值。首先在初始化的时候,设置状态值(计数器的值),当多个线程调用countDown()方法时,实际上是对AQS进行原子性递减。当有线程调用await()方法时后,该线程会被放入AQS的阻塞队列等待计数器为0再返回。其他线程调用 countDown 方法让计数器值递减1,当计数器的值变为0时,当前线程还要调用AQS的 doReleaseShared 方法来激活由于调用 await 方法而阻塞的线程。

  1.  

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