J.U.C之AQS-CountDownLatch

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本篇说一下CountDownLatch的简单使用

CountDownLatch简介
CountDownLatch是一个同步工具类,用来协调多个线程之间的同步,或者说起到线程之间的通信(而不是用作互斥的作用)。

CountDownLatch能够使一个线程在等待另外一些线程完成各自工作之后,再继续执行。使用一个计数器进行实现。计数器初始值为线程的数量。当每一个线程完成自己任务后,计数器的值就会减一。当计数器的值为0时,表示所有的线程都已经完成了任务,然后在CountDownLatch上等待的线程就可以恢复执行任务。

《Java并发编程实战》5.5.1节中说明:CountDownLatch是一种灵活的闭锁实现,它可以使一个或者多个线程等待一组事件发生。闭锁状态包括一个计数器,该计数器被初始化为一个正数,表示需要等待的事件数量。countDown方法递减计数器,表示有一个事件已经发生了,而await方法等待计数器达到零,这表示所有需要等待的时间都已经发生。如果计数器的值非零,那么await会一直阻塞知道计数器为零,护着等待中的线程中断,或者等待超时。

这里写图片描述

CountDownLatch的用法
CountDownLatch典型用法1:某一线程在开始运行前等待n个线程执行完毕。将CountDownLatch的计数器初始化为n new CountDownLatch(n) ,每当一个任务线程执行完毕,就将计数器减1 countdownlatch.countDown(),当计数器的值变为0时,在CountDownLatch上 await() 的线程就会被唤醒。一个典型应用场景就是启动一个服务时,主线程需要等待多个组件加载完毕,之后再继续执行。

CountDownLatch典型用法2:实现多个线程开始执行任务的最大并行性。注意是并行性,不是并发,强调的是多个线程在某一时刻同时开始执行。类似于赛跑,将多个线程放到起点,等待发令枪响,然后同时开跑。做法是初始化一个共享的CountDownLatch(1),将其计数器初始化为1,多个线程在开始执行任务前首先 coundownlatch.await(),当主线程调用 countDown() 时,计数器变为0,多个线程同时被唤醒。

CountDownLatch的限制性
CountDownLatch是一次性的,计数器的值只能在构造方法中初始化一次,之后没有任何机制再次对其设置值,当CountDownLatch使用完毕后,它不能再次被使用。

下面通过一个小栗子演示一下:

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class CountDownLatchTest {

    private final static int threadNum = 200;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();  //创建一个线程池
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threadNum);    //创建一个需要执行200个线程的CountDownLatch

        for(int i = 0; i < threadNum; i++){
            final int finalI = i;
            executorService.execute(() -> {
                try {
                    test(finalI);           //调用test方法  每次打印当前的i
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    /**
                     * test执行完成后 在finally中执行countDownLatch.countDown()
                     * 让countDownLatch计数器减一  这里写在finally中是因为让每次test方法后都能执行计数器减一
                     * 真实情况下不一定要写在finally中,或者也可能根据一些条件才会执行countDownLatch.countDown()
                     * 根据实际情况而定
                     */
                    countDownLatch.countDown();
                }
            });
        }
        /**
         * 普通的调用countDownLatch.await()  只有在 countDownLatch的计数器等于0之后才会继续往下执行
         */
        countDownLatch.await(); 
        /**
         * 如果像下面这样调用countDownLatch.await(100, TimeUnit.MILLISECONDS)
         * 表示countDownLatch不再等待其他任务全部执行完成之后才往下执行
         * 而是等待100毫秒  不管任务是否执行完成  都继续往下执行
         * 但是在往下执行的时候未完成的任务还是会继续执行 
         * 并且这样也能避免意外情况导致countDownLatch.countDown()未被调用  导致await()一直等待
         */
        //countDownLatch.await(100, TimeUnit.MILLISECONDS);
        System.out.println("结束");
        executorService.shutdown();
    }

    private static void test(int num) throws Exception{
        Thread.sleep(100);
        System.out.println(num);
        Thread.sleep(100);
    }
}

上面这个代码运行之后输出结果是:
普通的调用countDownLatch.await()结果输出“0-199” 输出顺序不定 最后才会输出“结束
设置超时时间之后执行结果输出0-199 但是结束是在0-199中间输出

ps:由于输出结果较长 这里就不粘贴出来了

上面这个就是countDownLatch的最基本使用
个人浅薄理解,欢迎补充
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