Java多线程拾遗(五) 使用CountDownLatch同步线程

叁歲伎倆 2023-02-14 07:50 225阅读 0赞

#### CountDownLatch 是什么？ ####

先看看CountDownLatch源码注释第一行给出的定义。

> 让一个或多个线程等待，直到在其他线程中执行的一组操作完成的同步辅助程序

我们在编码中很多时候需要多线程来提高效率，而有时候我们需要让一个或一些线程完成一些任务后，再继续向下执行代码，而CountDownLatch作为一个同步工具类，能够满足这样的需求。

CountDownLatch能够使一个线程在等待另外`一些线程都完成各自工作`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一些任务，然后在CountDownLatch上等待的线程就可以恢复执行接下来的任务。

#### CountDownLatch的用法 ####

该类下的方法并不多。

**构造函数**

参数为int类型，即计数器的"初始数"

public CountDownLatch(int count) {
        
            if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
            this.sync = new Sync(count);
        }

**await()**

该方法可以让当前线程阻塞，直到计数器的"初始数"变为0

public void await() throws InterruptedException {
        
            sync.acquireSharedInterruptibly(1);
        }

下面这个方法为await的重写，timeout为超时时间，第二个为时间单位。

public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException {
        
            return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
        }

**countDown方法**

让计数器的数减一

public void countDown() {
        
            sync.releaseShared(1);
        }

**getCount()**

获取当前计数器的数值。

public long getCount() {
        
            return sync.getCount();
        }

**toString()**

便于输出而重写的toString方法

public String toString() {
        
            return super.toString() + "[Count = " + sync.getCount() + "]";
        }

**CountDownLatch典型场景：**

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，**new CountDownLatch(n)**。

每当一个任务线程执行完毕，就通过`countDown()`方法将计数器减1 ，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。

/**
     * @author 阳光大男孩！！！
     */
    public class CountDownLatchDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            // 初始计数为5
            CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);
            for (int i = 0; i < 5 ; i++) {
        
                new Thread(() -> {
        
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行任务...");
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
                    // 执行完毕，计数器-1
                    countDownLatch.countDown();
                },String.valueOf(i)).start();
            }
            // 阻塞，直到计数器为0
            countDownLatch.await();
    
            System.out.println("可算执行完了...");
        }
    }

可以看到，当所有的线程完成各自的工作时，await()方法才会停止阻塞，继续向下执行。  
![在这里插入图片描述][20200601205131788.png]  
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)，将其计算器初始化为1，多个线程在开始执行任务前首先countdownlatch.await()，当主线程调用countDown()时，计数器变为0，这里的主线程就是发令枪，多个线程同时被**唤醒**。

#### CountDownLatch的不足 ####

从前面方法的分析中可以看出，由于**计算器的值只能在构造方法中初始化一次**，所以CountDownLatch是一次性的，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。

#### 参考博客 ####

https://www.cnblogs.com/Lee\_xy\_z/p/10470181.html

[20200601205131788.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200601205131788.png