Java多線程拾遺(五) 使用CountDownLatch同步線程

CountDownLatch 是什麼？

先看看CountDownLatch源碼註釋第一行給出的定義。

讓一個或多個線程等待，直到在其他線程中執行的一組操作完成的同步輔助程序

我們在編碼中很多時候需要多線程來提高效率，而有時候我們需要讓一個或一些線程完成一些任務後，再繼續向下執行代碼，而CountDownLatch作爲一個同步工具類，能夠滿足這樣的需求。

CountDownLatch能夠使一個線程在等待另外一些線程都完成各自工作之後，再繼續執行。使用一個計數器進行實現。計數器初始值爲線程的數量。當每一個線程完成自己任務後，計數器的值就會減一。當計數器的值爲0時，表示所有的線程都已經完成一些任務，然後在CountDownLatch上等待的線程就可以恢復執行接下來的任務。

CountDownLatch的用法

該類下的方法並不多。

構造函數

參數爲int類型，即計數器的"初始數"

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

await()

該方法可以讓當前線程阻塞，直到計數器的"初始數"變爲0

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

下面這個方法爲await的重寫，timeout爲超時時間，第二個爲時間單位。

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

countDown方法

讓計數器的數減一

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

getCount()

獲取當前計數器的數值。

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

toString()

便於輸出而重寫的toString方法

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

CountDownLatch典型場景：

1、某一線程在開始運行前等待n個線程執行完畢。
將CountDownLatch的計數器初始化，new CountDownLatch(n)。

每當一個任務線程執行完畢，就通過countDown()方法將計數器減1 ，當計數器的值變爲0時，在CountDownLatch上await()的線程就會被喚醒。

一個典型應用場景就是啓動一個服務時，主線程需要等待多個組件加載完畢，之後再繼續執行。

/**
 * @author 陽光大男孩！！！
 */
public class CountDownLatchDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 初始計數爲5
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);
        for (int i = 0; i < 5 ; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行任務...");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行完畢");
                // 執行完畢，計數器-1
                countDownLatch.countDown();
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        // 阻塞，直到計數器爲0
        countDownLatch.await();

        System.out.println("可算執行完了...");
    }
}

可以看到，當所有的線程完成各自的工作時，await()方法纔會停止阻塞，繼續向下執行。

2、實現多個線程開始執行任務的最大並行性。注意是並行性，不是併發，強調的是多個線程在某一時刻同時開始執行。類似於賽跑，將多個線程放到起點，等待發令槍響，然後同時開跑。

做法是初始化一個共享的CountDownLatch(1)，將其計算器初始化爲1，多個線程在開始執行任務前首先countdownlatch.await()，當主線程調用countDown()時，計數器變爲0，這裏的主線程就是發令槍，多個線程同時被喚醒。

CountDownLatch的不足

從前面方法的分析中可以看出，由於計算器的值只能在構造方法中初始化一次，所以CountDownLatch是一次性的，之後沒有任何機制再次對其設置值，當CountDownLatch使用完畢後，它不能再次被使用。

參考博客

https://www.cnblogs.com/Lee_xy_z/p/10470181.html