『死磕Java并发编程系列』并发编程工具类之CountDownLatch

Posted 爱笑的架构师

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了『死磕Java并发编程系列』并发编程工具类之CountDownLatch相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

《死磕 Java 并发编程》系列连载中,大家可以关注一波:

👍🏻『死磕Java并发编程系列』 01 十张图告诉你多线程那些破事

『死磕Java并发编程系列』 02 面试官:说说什么是Java内存模型?

『死磕Java并发编程系列』 03 面试必问的CAS原理你会了吗?

『死磕Java并发编程系列』 04 面试官:说说Atomic原子类的实现原理?

👍🏻『死磕Java并发编程系列』 05 图解Java中那18 把锁


在日常编码中,Java 并发编程可是少不了,试试下面这些并发编程工具类。

今天先带领大家一起重温学习 CountDownLatch 这个牛叉的工具类。

认识 CountDownLatch

CountDownLatch是一个同步工具类,用来协调多个线程之间的同步,或者说起到线程之间通信的作用(非互斥)。

CountDownLatch 能够使一个线程在等待另外一些线程完成各自工作之后,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 的使用

CountDownLatch类使用起来非常简单。

Class 位于:java.util.concurrent.CountDownLatch

下面简单介绍它的构造方法和常用方法。

构造方法

CountDownLatch只提供了一个构造方法:

// count 为初始计数值
public CountDownLatch(int count) 
  // ……

常用方法

//常用方法1:调用await()方法的线程会被挂起,它会等待直到count值为0才继续执行
public void await() throws InterruptedException 
  // ……
   

// 常用方法2:和await()类似,只不过等待超时后count值还没变为0的话就会继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException  
  // ……


// 常用方法3:将count值减1
public void countDown() 
  // ……
  

CountDownLatch 的应用场景

我们考虑一个场景:用户购买一个商品下单成功后,我们会给用户发送各种消息提示用户『购买成功』,比如发送邮件、微信消息、短信等。所有的消息都发送成功后,我们在后台记录一条消息表示成功。

当然我们可以使用单线程去完成,逐个完成每个操作,如下图所示:

但是这样效率就会非常低。如何解决单线程效率低的问题?当然是通过多线程啦。

使用多线程也会遇到一个问题,子线程消息还没发送完,主线程可能就已经打出『所有的消息都已经发送完毕啦』,这在逻辑上肯定是不对的。我们期望所有子线程发完消息主线程才会打印消息,怎么实现呢?CountDownLatch就可以解决这一类问题。

我们使用代码实现上面的需求。

import java.util.concurrent.*;

public class OrderServiceDemo 

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
        System.out.println("main thread: Success to place an order");

        int count = 3;
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(count);

        Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(count);
        executor.execute(new MessageTask("email", countDownLatch));
        executor.execute(new MessageTask("wechat", countDownLatch));
        executor.execute(new MessageTask("sms", countDownLatch));

        // 主线程阻塞,等待所有子线程发完消息
        countDownLatch.await();
        // 所有子线程已经发完消息,计数器为0,主线程恢复
        System.out.println("main thread: all message has been sent");
    

    static class MessageTask implements Runnable 
        private String messageName;
        private CountDownLatch countDownLatch;

        public MessageTask(String messageName, CountDownLatch countDownLatch) 
            this.messageName = messageName;
            this.countDownLatch = countDownLatch;
        

        @Override
        public void run() 
            try 
                // 线程发送消息
                System.out.println("Send " + messageName);
                try 
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                 catch (InterruptedException e) 
                    e.printStackTrace();
                
             finally 
                // 发完消息计数器减 1
                countDownLatch.countDown();
            
        
    

程序运行结果:

main thread: Success to place an order
Send email
Send wechat
Send sms
main thread: all message has been sent

从运行结果可以看到主线程是在所有的子线程发送完消息后才打印,这符合我们的预期。

CountDownLatch 的限制

CountDownLatch是一次性的,计算器的值只能在构造方法中初始化一次,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。

大家学会了么?后面会接着讲剩余的几种并发工具类,拭目以待吧~

我是雷小帅,爱了~

以上是关于『死磕Java并发编程系列』并发编程工具类之CountDownLatch的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

『死磕Java并发编程系列』并发编程工具类之CountDownLatch

『死磕Java并发编程系列』并发编程工具类之CountDownLatch

『死磕Java并发编程系列』并发编程工具类之CountDownLatch

「死磕Java并发编程」说说Java Atomic 原子类的实现原理

「死磕Java并发编程」说说Java Atomic 原子类的实现原理

「死磕Java并发编程」说说Java Atomic 原子类的实现原理