多线程 - CountDownLatch

Posted 2020-08-20 ck_2016

一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。

用给定的计数 初始化 CountDownLatch。由于调用了 countDown() 方法，所以在当前计数到达零之前，await 方法会一直受阻塞。之后，会释放所有等待的线程，await 的所有后续调用都将立即返回。这种现象只出现一次——计数无法被重置。如果需要重置计数，请考虑使用 CyclicBarrier。

CountDownLatch 是一个通用同步工具，它有很多用途。将计数 1 初始化的 CountDownLatch 用作一个简单的开/关锁存器，或入口：在通过调用 countDown() 的线程打开入口前，所有调用 await 的线程都一直在入口处等待。用 N 初始化的 CountDownLatch 可以使一个线程在 N 个线程完成某项操作之前一直等待，或者使其在某项操作完成 N 次之前一直等待。

CountDownLatch 的一个有用特性是，它不要求调用 countDown 方法的线程等到计数到达零时才继续，而在所有线程都能通过之前，它只是阻止任何线程继续通过一个 await。

示例用法： 下面给出了两个类，其中一组 worker 线程使用了两个倒计数锁存器：

• 第一个类是一个启动信号，在 driver 为继续执行 worker 做好准备之前，它会阻止所有的 worker 继续执行。
• 第二个类是一个完成信号，它允许 driver 在完成所有 worker 之前一直等待。

 1  class Driver { // ...
 2    void main() throws InterruptedException {
 3      CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);
 4      CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);
 5 
 6      for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads
 7        new Thread(new Worker(startSignal, doneSignal)).start();
 8 
 9      doSomethingElse();            // don‘t let run yet
10      startSignal.countDown();      // let all threads proceed
11      doSomethingElse();
12      doneSignal.await();           // wait for all to finish
13    }
14  }
15 
16  class Worker implements Runnable {
17    private final CountDownLatch startSignal;
18    private final CountDownLatch doneSignal;
19    Worker(CountDownLatch startSignal, CountDownLatch doneSignal) {
20       this.startSignal = startSignal;
21       this.doneSignal = doneSignal;
22    }
23    public void run() {
24       try {
25         startSignal.await();
26         doWork();
27         doneSignal.countDown();
28 } catch (InterruptedException ex) {} // return;
29    }
30 
31    void doWork() { ... }
32  }

 

另一种典型用法是，将一个问题分成 N 个部分，用执行每个部分并让锁存器倒计数的 Runnable 来描述每个部分，然后将所有 Runnable 加入到 Executor 队列。当所有的子部分完成后，协调线程就能够通过 await。（当线程必须用这种方法反复倒计数时，可改为使用 CyclicBarrier。）

 1  class Driver2 { // ...
 2    void main() throws InterruptedException {
 3      CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);
 4      Executor e = ...
 5 
 6      for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads
 7        e.execute(new WorkerRunnable(doneSignal, i));
 8 
 9      doneSignal.await();           // wait for all to finish
10    }
11  }
12 
13  class WorkerRunnable implements Runnable {
14    private final CountDownLatch doneSignal;
15    private final int i;
16    WorkerRunnable(CountDownLatch doneSignal, int i) {
17       this.doneSignal = doneSignal;
18       this.i = i;
19    }
20    public void run() {
21       try {
22         doWork(i);
23         doneSignal.countDown();
24       } catch (InterruptedException ex) {} // return;
25    }
26 
27    void doWork() { ... }
28  }