深入理解CountDownLatch计数器

缺乏、安全感 2024-03-22 23:54 86阅读 0赞

入理解CountDownLatch计数器  
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Java 线程池

使用用法  
CountDownLatch用法详解

CountDownLatch实现原理  
下面例子来debug一下 走走流畅

>   
> CountDownLatch countDown = new CountDownLatch(5);
> 
> System.out.println(" 准备多线程处理任务 ");
> 
> IntStream.rangeClosed(1, 6).forEach(x -> \{  
> new Thread(() -> \{  
> try \{  
> Thread.sleep(100000);  
> \} catch (InterruptedException e) \{  
> e.printStackTrace();  
> \}  
> System.out.println(" 线程开始 ----- " + Thread.currentThread().getName());  
> countDown.countDown();  
> \}, x + "").start();
> 
> \});
> 
> try \{  
> countDown.await();  
> // 可以设置等待时间  
> // countDown.await(6, TimeUnit.MINUTES);  
> \} catch (InterruptedException e) \{  
> e.printStackTrace();  
> \}  
> System.out.println(" 准备多线程处理任务 结束 ");  
> System.out.println(" ---------------------- ");  
> System.out.println(" 结束 mian ---------- ");  
>

使用 的时候，会在 countDown.await(); 进行阻塞，countDown.countDown();会去计数。

那内部原理是如何的呢？我们来debug一下

t0线程

默认是计数减1

![在这里插入图片描述][6f2b612918d4413994c01fca34e460d7.png]

tryReleaseShared 方法

![在这里插入图片描述][f2aa81ca189e4b339b8a50be9837e86a.png]

可以看到初始化state是 5 这里每个线程都是 -1 然后cas设置值

![在这里插入图片描述][4b28b3cd5a3441cc889e36766b9462e9.png]

剩下的t2 t3 t4 t5线程都是如此

最后我们来看 await 方法

![在这里插入图片描述][3073ff6bc87b4d149abd323d1e119c88.png]

首先由于我们是main线程里await 其他线程是异步的 一定会在awite这里阻塞住，会进入到这里，判断state变量是否为 0

![在这里插入图片描述][27fce1bf372846e1be9a5fab5f1c02fd.png]

可以看到state为 0 就返回 1 否则就返回 -1  
![在这里插入图片描述][2e3994d37362441d8522feaa7268d49d.png]

然后 构建main线程节点 然后重试获取state 变量

![在这里插入图片描述][e577742d80d84fe5ae57ce90166db318.png]

这里 shouldParkAfterFailedAcquire 方法设置node头节点 变量为 -1  
再次循环返回true ，最后进入 parkAndCheckInterrupt() 方法 park main线程

知道所有线程执行完，进入 doReleaseShared() 方法 唤醒main线程![在这里插入图片描述][49df3ec4cdaf4d86b0285864d5e03f90.png]

可以看到头结点 下个node节点线程是main线程

![在这里插入图片描述][23a945c7ebbd4477b82b9049568ad8d2.png]

然后使用下面unpark 唤醒main线程

![在这里插入图片描述][2a8af3eb979042f0873214ee39b33223.png]

### 最后 ###

CountDownLatch实现原理 底层基于 AbstractQueuedSynchronizer 实现，CountDownLatch 构造函数中指定的 count直接赋给[AQS][]的state；

![在这里插入图片描述][48b984c7c4974aa5bbbfec9184995433.png]

每次countDown()则都是release(1)减1，最后减到0时unpark阻 塞线程；

![在这里插入图片描述][948624301aa0415ead9364e61b95a3cb.png]

这一步是由最后一个执行countdown方法的线程执行的。

而调用await()方法时，当前线程就会判断state属性是否为0，如果为0，则继续往下执 行，如果不为0，则使当前线程进入等待状态，直到某个线程将state属性置为0，其就会唤醒在 await()方法中等待的线程。

![doAcquireSharedInterruptibly里进行阻塞][doAcquireSharedInterruptibly]

CountDownLatch与Thread.join的区别  
在没有 之前，我们可以使用 join 进行阻塞，等待其他线程完成操作。

CountDownLatch与Thread.join的区别

CountDownLatch的作用就是允许一个或多个线程等待其他线程完成操作，看起来 有点类似join() 方法，但其提供了比 join() 更加灵活的API。  
CountDownLatch可以手动控制在n个线程里调用n次countDown()方法使计数器 进行减一操作，也可以在一个线程里调用n次执行减一操作。 join() 的实现原理是不停检查join线程是否存活，如果 join 线程存活则让当前线 程永远等待。  
两者之间相对来说还是CountDownLatch使用起来较为灵活。

join方法![在这里插入图片描述][6368d50f84814736833215b9c66355dd.png]

[6f2b612918d4413994c01fca34e460d7.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/c06673fa2cc146eb97dd16249d2669f7.png
[f2aa81ca189e4b339b8a50be9837e86a.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/be0609a8d6244ec4a39120af656b76d2.png
[4b28b3cd5a3441cc889e36766b9462e9.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/0e34f2aedf9f4d2f9617b15fd8529800.png
[3073ff6bc87b4d149abd323d1e119c88.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/3fd403f1724049629977903edd97f9e1.png
[27fce1bf372846e1be9a5fab5f1c02fd.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/bac399ffd8d44a068d5c4cd52b47425d.png
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[23a945c7ebbd4477b82b9049568ad8d2.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/9dbc3c25d26c448eb3ecc8602ff1a292.png
[2a8af3eb979042f0873214ee39b33223.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/634f55e7b462405c9e222ff4edf89bb2.png
[AQS]: https://so.csdn.net/so/search?q=AQS&spm=1001.2101.3001.7020
[48b984c7c4974aa5bbbfec9184995433.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/cadcdc28f09345c1af2b438dbc3fa32a.png
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[doAcquireSharedInterruptibly]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/ae738bf009724563992755b71d79c48b.png
[6368d50f84814736833215b9c66355dd.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/c69ca63a140946749d7fde72a3c01b1c.png