JUC系列学习工具类CountDownLatch详解
作者：剑圣无痕
前言：
项目中我们经常会遇到有时候需要等待其他线程完成任务后，主线程才能执行其他任务，那么我们将如何实现呢？
Join 解决方案
join 的工作原理是,检查thread是否存活，如果存活则让当前线程永远wait，直到 thread线程终止，线程的 notifyAll才会被调用。
具体实现
public class JoinAThread extends Thread
{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" 线程开始");
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println( Thread.currentThread().getName() +
" 线程执行完毕");
}
}
public class JoinBThread extends Thread
{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" 线程开始");
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println( Thread.currentThread().getName() +
" 线程执行完毕");
}
}
public class JoinTest
{
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
JoinAThread joinA =new JoinAThread();
Thread threadA =new Thread(joinA,"线程A");
JoinBThread joinB =new JoinBThread();
Thread threadB =new Thread(joinB,"线程B");
threadA.start();
threadB.start();
threadA.join();
threadB.join();
System.out.println("子线程执行完成了，主线程"+Thread.currentThread().getName()+"开始执行了");
}
}执行结果
从结果中，我们可以看出只有子线程执行完成了，主线程才开始执行。join的实现我们需要每个线程进行join，如果存在多个线程，那么写起来会比较的繁琐，那么又没更新优化的方案了，答案是JUC下面的工具类CountDownLatch，也能完成同样的功能。
CountDownLatch 解决方案
具体实现
public class CountDownLatchTest
{
private static Logger logger =LoggerFactory.getLogger(CountDownLatchTest.class);
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);
for (int i = 1; i <= 10; i++){
exec.execute(() -> {
try {
invokeServiec();
} catch (InterruptedException e)
{
logger.info("invoce service error",e);
}
finally
{
//计数器减一
countDownLatch.countDown();
}
});
}
countDownLatch.await();
logger.info("所有的子线程执行完成,主线程"+Thread.currentThread().getName()+"开始执行");
}
private static void invokeServiec() throws InterruptedException
{
logger.info(Thread.currentThread().getName()+",开始执行任务");
Thread.sleep(300);
}
}说明：CountDownLatch中有两个方法一个是await()方法，调用这个方法的线程会被阻塞，另外一个是countDown() 方法，调用此方法会使计数器减一，当计数器的值为0时,调用await()方法被阻塞的线程才会被唤醒。
执行结果：
原理说明
CountDownLatch 是一个计数器闭锁，通过它可以完成类似于阻塞当前线程的功能，即：一个线程或多个线程一直等待，直到其他线程执行的操作完成。
基本原理
CountDownLatch
CountDownLatch内部定义计数器和一个队列。当计数器的值递减为0之前，阻塞队列里面的线程处于挂起状态，当计数器递减到0时会唤醒阻塞队列所有线程，计数器是一个标志，可以表示一个任务一个线程，也可以表示一个倒计时器。
常用的方法
countDown:用于使计数器减一，其一般是执行任务的线程调用. await: 使用线程处于等待状态，其一般是主线程调用.
countDown
countDown实现方法如下：
说明：sync是一个AQS的队列，调用的为AQS的releaseShared方法，其具体实现如下：
而releaseShared调用为CountDownLatch中的内部类sync中的tryReleaseShared方法,具体实现如下：
tryReleaseShared(int)方法即对state属性进行减一操作的代码.通过CAS进行减操作来保证原子性，其会比较state是否为c，如果是则将其设置为nextc(自减1)，如果state不为c，则说明有另外的线程在getState()方法和compareAndSetState()方法调用之间对state进行了设置，当前线程也就没有成功设置state属性的值，其会进入下一次循环中，如此往复，直至其成功设置state属性的值，即countDown()方法调用成功。
而doReleaseShared方法调用的为AbstractQueuedSynchronizer简称AQS的doReleaseShared方法，
说明：首先判断头结点不为空，且不为尾节点，说明等待队列中有等待唤醒的线程，这里需要说明的是，在等待队列中，头节点中并没有保存正在等待的线程，其只是一个空的Node对象，真正等待的线程是从头节点的下一个节点开始存放的，因而会有对头结点是否等于尾节点的判断。在判断等待队列中有正在等待的线程之后，其会清除头结点的状态信息，并且调用unparkSuccessor(Node)方法唤醒头结点的下一个节点，使其继续往下执行。如下是unparkSuccessor(Node)方法的具体实现：
可以看到，unparkSuccessor(Node)方法的作用是唤醒离传入节点最近的一个处于等待状态的线程，使其继续往下执行。
await
await方法实现如下：
await()方法调用了Sync对象的方法acquireSharedInterruptibly(int)方法，该方法的具体实现如下：
在doAcquireSharedInterruptibly(int)方法中，首先使用当前线程创建一个共享模式的节点。然后在一个for循环中判断当前线程是否获取到执行权限，如果有（r >= 0判断）则将当前节点设置为头节点，并且唤醒后续处于共享模式的节点；如果没有，则对调用shouldParkAfterFailedAcquire(Node, Node)和parkAndCheckInterrupt()方法使当前线程处于"搁置"状态，该"搁置"状态是由操作系统进行的，这样可以避免该线程无限循环而获取不到执行权限，造成资源浪费，这里也就是线程处于等待状态的位置，也就是说当线程被阻塞的时候就是阻塞在这个位置。当有多个线程调用await()方法而进入等待状态时，这几个线程都将等待在此处。
总结
本文对JUC的工具类CountDownLatch进行详细的讲解，如有疑问请随时反馈。
到此这篇关于JUC系列学习工具类CountDownLatch详解的文章就介绍到这了,更多相关JUC工具类CountDownLatch 内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！