java多线程之倒计时器CountDownLatch

约定不等于承诺〃 2024-02-19 20:40 69阅读 0赞

### 示例一、 ###

原文：[https://www.relaxheart.cn/to/master/blog?uuid=83][https_www.relaxheart.cn_to_master_blog_uuid_83]  
CountDownLatch是一个非常实用的多线程控制工具类。常用的就下面几个方法：

CountDownLatch(int count) //实例化一个倒计数器，count指定计数个数
    countDown() // 计数减一
    await() //等待，当计数减到0时，所有线程并行执行

CountDownLatch在我工作的多个场景被使用，算是用的很频繁的了，比如我司API接口要求响应时间在200ms以内，但是如果一个接口内部依赖多个三方/外部服务，那串行调用接口的RT必然很久，所以个人用的最多的是接口RT优化场景，内部服务并行调用。  
对于倒计数器，一种典型的场景就是火箭发射。在火箭发射前，为了保证万无一失，往往还要进行各项设备、仪器的检测。只有等到所有的检查完毕后，引擎才能点火。那么在检测环节当然是多个检测项可以同时进行的。代码实现：

/**
     * @Author: 王琦 <QQ.Eamil>1124602935@qq.com</QQ.Eamil>
     * @Date: 2019-5-4 0004 9:43
     * @Description: 倒计时器示例:火箭发射
     */
    public class CountDownLatchDemo implements Runnable{
    
        static final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
        static final CountDownLatchDemo demo = new CountDownLatchDemo();
    
        @Override
        public void run() {
            // 模拟检查任务
            try {
                Thread.sleep(new Random().nextInt(10) * 1000);
                System.out.println("check complete");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                //计数减一
                //放在finally避免任务执行过程出现异常，导致countDown()不能被执行
                latch.countDown();
            }
        }
    
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(10);
            for (int i=0; i<10; i++){
                exec.submit(demo);
            }
    
            // 等待检查
            latch.await();
    
            // 发射火箭
            System.out.println("Fire!");
            // 关闭线程池
            exec.shutdown();
        }
    }

上述代码中我们先生成了一个CountDownLatch实例。计数数量为10，这表示需要有10个线程来完成任务，等待在CountDownLatch上的线程才能继续执行。latch.countDown();方法作用是通知CountDownLatch有一个线程已经准备完毕，倒计数器可以减一了。latch.await()方法要求主线程等待所有10个检查任务全部准备好才一起并行执行。

### 示例二、 ###

CountDownLatch是java.util.concurrent包中一个类，CountDownLatch只要提供的机制是多个（具体数量等于初始化CountDownLatch时count的值）线程都达到了预期状态或者完成了预期工作时触发事件，其他线程可以等待这个事件来触发自己后续的工作。等待的线程可以是多个，即CountDownLatch可以唤醒多个等待的线程。到达自己预期状态的线程会调用CountDownLatch的countDown方法，而等待的线程会调用CountDownLatch的await方法。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3hpYW9sb25nMjIzMA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
结合以下例子，可以快速掌握这个这个类的基本使用方法：  
例2.1：  
public static void main(String\[\] args) throws InterruptedException \{  
CountDownLatch countDown = new CountDownLatch(1);  
CountDownLatch await = new CountDownLatch(5);

// 依次创建并启动处于等待状态的5个MyRunnable线程
            for (int i = 0; i < 5; ++i) {
                new Thread(new MyRunnable(countDown, await)).start();
            }
    
            System.out.println("用于触发处于等待状态的线程开始工作......");
            System.out.println("用于触发处于等待状态的线程工作完成，等待状态线程开始工作......");
            countDown.countDown();
            await.await();
            System.out.println("Bingo!");
    }
    
    public class MyRunnable implements Runnable {
    
        private final CountDownLatch countDown;
        private final CountDownLatch await;
    
        public MyRunnable(CountDownLatch countDown, CountDownLatch await) {
            this.countDown = countDown;
            this.await = await;
        }
    
        public void run() {
            try {
                countDown.await();//等待主线程执行完毕，获得开始执行信号...
                System.out.println("处于等待的线程开始自己预期工作......");
                await.countDown();//完成预期工作，发出完成信号...
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    运行结果：
    用于触发处于等待状态的线程开始工作......
    用于触发处于等待状态的线程工作完成，等待状态线程开始工作......
    处于等待的线程开始自己预期工作......
    处于等待的线程开始自己预期工作......
    处于等待的线程开始自己预期工作......
    处于等待的线程开始自己预期工作......
    处于等待的线程开始自己预期工作......
    Bingo!

例2.2：

public class TestDemo2 {
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 100, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(5));
            int count = 10;
            final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count);
    
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                threadPool.execute(new MyRunnable1(latch, i));
            }
    
            latch.await();
            System.err.println("等待线程被唤醒！");
            threadPool.shutdown();
        }
    }
    
    class MyRunnable1 implements Runnable {
    
        CountDownLatch latch = null;
        int i;
    
        public MyRunnable1(CountDownLatch latch, int i) {
            this.latch = latch;
            this.i = i;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            System.err.println("线程" + i +"完成了操作...");
            try {
                Thread.currentThread();
                Thread.sleep(4000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            latch.countDown();
        }
    
    }
    运行结果：
    线程0完成了操作...
    线程3完成了操作...
    线程2完成了操作...
    线程1完成了操作...
    线程4完成了操作...//暂停4秒
    线程5完成了操作...
    线程6完成了操作...
    线程8完成了操作...
    线程7完成了操作...
    线程9完成了操作...//暂停4秒
    等待线程被唤醒！

[https_www.relaxheart.cn_to_master_blog_uuid_83]: https://www.relaxheart.cn/to/master/blog?uuid=83
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3hpYW9sb25nMjIzMA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/c1ca15a808384ac6926ea6e7ea7e1887.png