concurrent并发包之CountDownLatch

Posted 2020-08-23 CoderBuff

CountDownLatch实际上是一种闭锁实现。闭锁：是一种同步工具类，可以延迟线程的进度直到其到达终止状态——《Java并发编程实战》。这个怎么解释呢？简单来说，就是有1个线程需要等待其余10个线程都执行完毕后再执行，这个时候就可以使用闭锁，也即CountDownLatch（当然闭锁的实现并不止这一种）。关于对闭锁的详细解释请参考《Java并发编程实战》P79。

CountDownLatch中有一个计数器，该计数器通过构造方法传递，表示需要完成的工作。有两个主要的方法：countDown——表示计数器减1，再完成一个工作时调用此方法。await——表示唤醒，等待线程在执行方法前调用此方法，当计数器未为0（即还有工作尚未完成）时，被阻塞，当所有工作都已完成，计数器被减至0，此时等待线程才被唤醒以继续执行。

我们通过代码来实际感受一下CountDownLatch类API的使用。

首先有一个TaskThread任务线程，表示做好准备工作的线程。

 1 package countdownlatch;
 2 
 3 import java.util.concurrent.CountDownLatch;
 4 
 5 /**
 6  * Created by yulinfeng on 12/14/16.
 7  */
 8 public class TaskThread implements Runnable {
 9     private final CountDownLatch latch;
10 
11     public TaskThread(CountDownLatch latch){
12         this.latch = latch;
13     }
14 
15     @Override
16     public void run() {
17         try {
18             doWork();
19             latch.countDown();  //线程执行完这部分工作后，CountDownLatch的计数减1。
20         } catch (InterruptedException e) {
21             e.printStackTrace();
22         }
23     }
24 
25     private void doWork() throws InterruptedException{
26         System.out.println(Thread.currentThread().getName());
27         Thread.sleep(2000);  //休眠2s，模拟这部分工作的完成
28     }
29 }

接着是等待线程，即当所有的TaskThread完成各自的工作之后再执行此线程。

 1 package countdownlatch;
 2 
 3 import java.util.concurrent.CountDownLatch;
 4 
 5 /**
 6  * Created by yulinfeng on 12/14/16.
 7  */
 8 public class WaitThread implements Runnable{
 9     private final CountDownLatch latch;
10 
11     public WaitThread(CountDownLatch latch){
12         this.latch = latch;
13     }
14 
15     @Override
16     public void run() {
17         try {
18             System.out.println("Wait for other threads to execute!");   //就算CPU在未完成所有TaskThread进入到次线程，该线程也会因为CountDownLatch计数器未减至0而阻塞。
19             latch.await();  //直到CountDownLatch的计数器减至0（即表示所有的工作也完成）才继续执行，否则阻塞。
20             System.out.println("Other threads have already completed!");
21         } catch (InterruptedException e) {
22             e.printStackTrace();
23         }
24 
25     }
26 }

测试代码：

 1 package countdownlatch;
 2 
 3 import java.util.concurrent.CountDownLatch;
 4 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 5 import java.util.concurrent.Executors;
 6 
 7 /**
 8  * Created by yulinfeng on 12/14/16.
 9  */
10 public class Test {
11 
12     public static void main(String[] args){
13         ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
14         CountDownLatch latch = new CountDownLatch(100);     //所有线程必须共享一个CountDownLatch单例（这也是在另外两个线程中CountDownLatch定义为final不可变引用的原因），模拟有100个工作待完成。
15 
16         exec.execute(new WaitThread(latch));    //等待线程
17         for (int i = 0; i < 100; i++){
18             exec.execute(new TaskThread(latch));    //开启100个线程，模拟完成100个工作。
19         }
20 
21         exec.shutdown();
22     }
23 }

执行结果很好的诠释了CountDownLatch：