java多线程之CountDownLatch（2）（和join进行比较）

短命女 2022-05-28 23:50 43阅读 0赞

首先，我们来看一个应用场景1：

假设一条流水线上有三个工作者：worker0，worker1，worker2。有一个任务的完成需要他们三者协作完成，worker2可以开始这个任务的前提是worker0和worker1完成了他们的工作，而worker0和worker1是可以并行他们各自的工作的。

如果我们要编码模拟上面的场景的话，我们大概很容易就会想到可以用join来做。当在当前线程中调用某个线程 thread 的 join() 方法时，当前线程就会阻塞，直到thread 执行完成，当前线程才可以继续往下执行。补充下：join的工作原理是，不停检查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this.notifyAll 就会被调用。

我们首先用join来模拟这个场景：

Worker类如下：

**\[java\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

1.  package com.concurrent.test3;  
2.    
3.  /\*\* 
4.   \* 工作者类 
5.   \* @author ThinkPad 
6.   \* 
7.   \*/  
8.  public class Worker extends Thread \{  
9.    
10.     //工作者名  
11.     private String name;  
12.     //工作时间  
13.     private long time;  
14.       
15.     public Worker(String name, long time) \{  
16.         this.name = name;  
17.         this.time = time;  
18.     \}  
19.       
20.     @Override  
21.     public void run() \{  
22.         // TODO 自动生成的方法存根  
23.         try \{  
24.             System.out.println(name+"开始工作");  
25.             Thread.sleep(time);  
26.             System.out.println(name+"工作完成，耗费时间="\+time);  
27.         \} catch (InterruptedException e) \{  
28.             // TODO 自动生成的 catch 块  
29.             e.printStackTrace();  
30.         \}     
31.     \}  
32. \}

Test类如下：

**\[java\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

1.  package com.concurrent.test3;  
2.    
3.    
4.  public class Test \{  
5.    
6.      public static void main(String\[\] args) throws InterruptedException \{  
7.          // TODO 自动生成的方法存根  
8.    
9.          Worker worker0 = new Worker("worker0", (long) (Math.random()\*2000\+3000));  
10.         Worker worker1 = new Worker("worker1", (long) (Math.random()\*2000\+3000));  
11.         Worker worker2 = new Worker("worker2", (long) (Math.random()\*2000\+3000));  
12.           
13.         worker0.start();  
14.         worker1.start();  
15.           
16.         worker0.join();  
17.         worker1.join();  
18.         System.out.println("准备工作就绪");  
19.           
20.         worker2.start();          
21.     \}  
22. \}

运行test，观察控制台输出的顺序，我们发现这样可以满足需求，worker2确实是等worker0和worker1完成之后才开始工作的：

worker1开始工作  
worker0开始工作  
worker1工作完成，耗费时间=3947  
worker0工作完成，耗费时间=4738  
准备工作就绪  
worker2开始工作  
worker2工作完成，耗费时间=4513

除了用join外，用CountDownLatch 也可以完成这个需求。需要对worker做一点修改，我把它放在另一个包下：

Worker:

**\[java\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

1.  package com.concurrent.test4;  
2.    
3.  import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
4.    
5.  /\*\* 
6.   \* 工作者类 
7.   \* @author ThinkPad 
8.   \* 
9.   \*/  
10. public class Worker extends Thread \{  
11.   
12.     //工作者名  
13.         private String name;  
14.     //工作时间  
15.     private long time;  
16.       
17.     private CountDownLatch countDownLatch;  
18.       
19.     public Worker(String name, long time, CountDownLatch countDownLatch) \{  
20.         this.name = name;  
21.         this.time = time;  
22.         this.countDownLatch = countDownLatch;  
23.     \}  
24.       
25.     @Override  
26.     public void run() \{  
27.         // TODO 自动生成的方法存根  
28.         try \{  
29.             System.out.println(name+"开始工作");  
30.             Thread.sleep(time);  
31.             System.out.println(name+"工作完成，耗费时间="\+time);  
32.             countDownLatch.countDown();  
33.             System.out.println("countDownLatch.getCount()="\+countDownLatch.getCount());  
34.         \} catch (InterruptedException e) \{  
35.             // TODO 自动生成的 catch 块  
36.             e.printStackTrace();  
37.         \}     
38.     \}  
39. \}

Test:

**\[java\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

1.  package com.concurrent.test4;  
2.    
3.  import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
4.    
5.    
6.  public class Test \{  
7.    
8.      public static void main(String\[\] args) throws InterruptedException \{  
9.          // TODO 自动生成的方法存根  
10.   
11.         CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);  
12.         Worker worker0 = new Worker("worker0", (long) (Math.random()\*2000\+3000), countDownLatch);  
13.         Worker worker1 = new Worker("worker1", (long) (Math.random()\*2000\+3000), countDownLatch);  
14.         Worker worker2 = new Worker("worker2", (long) (Math.random()\*2000\+3000), countDownLatch);  
15.           
16.         worker0.start();  
17.         worker1.start();  
18.           
19.         countDownLatch.await();  
20.         System.out.println("准备工作就绪");  
21.         worker2.start();          
22.     \}  
23. \}

我们创建了一个计数器为2的 CountDownLatch ，让Worker持有这个CountDownLatch 实例，当完成自己的工作后，调用countDownLatch. countDown () 方法将计数器减1。countDownLatch.await() 方法会一直阻塞直到计数器为0，主线程才会继续往下执行。观察运行结果，发现这样也是可以的：

worker1开始工作  
worker0开始工作  
worker0工作完成，耗费时间=3174  
countDownLatch.getCount()=1  
worker1工作完成，耗费时间=3870  
countDownLatch.getCount()=0  
准备工作就绪  
worker2开始工作  
worker2工作完成，耗费时间=3992  
countDownLatch.getCount()=0

那么既然如此，CountDownLatch与join的区别在哪里呢？事实上在这里我们只要考虑另一种场景，就可以很清楚地看到它们的不同了。

应用场景2：

假设worker的工作可以分为两个阶段，work2 只需要等待work0和work1完成他们各自工作的第一个阶段之后就可以开始自己的工作了，而不是场景1中的必须等待work0和work1把他们的工作全部完成之后才能开始。

试想下，在这种情况下，join是没办法实现这个场景的，而CountDownLatch却可以，因为它持有一个计数器，只要计数器为0，那么主线程就可以结束阻塞往下执行。我们可以在worker0和worker1完成第一阶段工作之后就把计数器减1即可，这样worker0和worker1在完成第一阶段工作之后，worker2就可以开始工作了。

worker:

**\[java\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

1.  package com.concurrent.test5;  
2.    
3.  import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
4.    
5.  /\*\* 
6.   \* 工作者类 
7.   \* @author ThinkPad 
8.   \* 
9.   \*/  
10. public class Worker extends Thread \{  
11.   
12.     //工作者名  
13.     private String name;  
14.     //第一阶段工作时间  
15.     private long time;  
16.       
17.     private CountDownLatch countDownLatch;  
18.       
19.     public Worker(String name, long time, CountDownLatch countDownLatch) \{  
20.         this.name = name;  
21.         this.time = time;  
22.         this.countDownLatch = countDownLatch;  
23.     \}  
24.       
25.     @Override  
26.     public void run() \{  
27.         // TODO 自动生成的方法存根  
28.         try \{  
29.             System.out.println(name+"开始工作");  
30.             Thread.sleep(time);  
31.             System.out.println(name+"第一阶段工作完成");  
32.               
33.             countDownLatch.countDown();  
34.               
35.             Thread.sleep(2000); //这里就姑且假设第二阶段工作都是要2秒完成  
36.             System.out.println(name+"第二阶段工作完成");  
37.             System.out.println(name+"工作完成，耗费时间="\+(time+2000));  
38.               
39.         \} catch (InterruptedException e) \{  
40.             // TODO 自动生成的 catch 块  
41.             e.printStackTrace();  
42.         \}     
43.     \}  
44. \}

Test：

**\[java\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

1.  package com.concurrent.test5;  
2.    
3.  import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
4.    
5.    
6.  public class Test \{  
7.    
8.      public static void main(String\[\] args) throws InterruptedException \{  
9.          // TODO 自动生成的方法存根  
10.   
11.         CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);  
12.         Worker worker0 = new Worker("worker0", (long) (Math.random()\*2000\+3000), countDownLatch);  
13.         Worker worker1 = new Worker("worker1", (long) (Math.random()\*2000\+3000), countDownLatch);  
14.         Worker worker2 = new Worker("worker2", (long) (Math.random()\*2000\+3000), countDownLatch);  
15.           
16.         worker0.start();  
17.         worker1.start();      
18.         countDownLatch.await();  
19.           
20.         System.out.println("准备工作就绪");  
21.         worker2.start();  
22.           
23.     \}  
24.   
25. \}

观察控制台打印顺序，可以发现这种方法是可以模拟场景2的：

worker0开始工作  
worker1开始工作  
worker1第一阶段工作完成  
worker0第一阶段工作完成  
准备工作就绪  
worker2开始工作  
worker1第二阶段工作完成  
worker1工作完成，耗费时间=5521  
worker0第二阶段工作完成  
worker0工作完成，耗费时间=6147  
worker2第一阶段工作完成  
worker2第二阶段工作完成  
worker2工作完成，耗费时间=5384

最后，总结下CountDownLatch与join的区别：调用thread.join() 方法必须等thread 执行完毕，当前线程才能继续往下执行，而CountDownLatch通过计数器提供了更灵活的控制，只要检测到计数器为0当前线程就可以往下执行而不用管相应的thread是否执行完毕。

[view plain]: http://blog.csdn.net/zhutulang/article/details/48504487#