并发库应用之九 & 到时计数器CountDownLatch应用

Posted 2020-09-03 星火燎原智勇

　　申明：CountDownLatch好像倒计时计数器，调用CountDownLatch对象的countDown方法就将计数器减1，当到达0时，所有等待者就开始执行。

　　java.util.concurrent.CountDownLatch

　　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 ( 请查看我的另外一篇博客：并发库应用之八 & 循环路障CyclicBarrier应用 )

　　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。

对应构造方法摘要：

　　CountDownLatch(int count)   　　　　　　　　构造一个用给定计数初始化的 CountDownLatch

方法摘要：

　　void  await()　　   　　　　　　　　　　　　   　　使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断

　　boolean  await(long timeout, TimeUnit unit)　　  使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断或超出了指定的等待时间

　　void  countDown()           　　　　　 　　　　　　递减锁存器的计数，如果计数到达零，则释放所有等待的线程

　　long  getCount()          　　　　　　　　　   　　  返回当前计数

　　String  toString()           　　　　　　　　　　　    返回标识此锁存器及其状态的字符串

案例应用：

　　可以实现一个人（也可以是多个人）等待其他所有人都来通知他，这犹如一个计划需要多个领导都签字后才能继续向下实施。还可以实现一个人通知多个人的效果。
类似于生活当中的百米赛跑运动，当裁判一声令下，运动员同时开始奔跑。那么我们下面就用它来实现百米赛跑游戏，上代码：

 1 import java.util.concurrent.CountDownLatch;
 2 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 3 import java.util.concurrent.Executors;
 4 
 5 public class CountdownLatchTest {
 6 
 7     public static void main(String[] args) {
 8         ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
 9         //裁判发布命令的计数器，计数器为0好似裁判开起跑枪，运动员就开跑
10         final CountDownLatch cdOrder = new CountDownLatch(1);
11         //预定义有3个运动员,运动员跑到终点的计数器，为0裁判宣布结果
12         final CountDownLatch cdAnswer = new CountDownLatch(3);
13         for (int i = 0; i < 3; i++) { //产生3个运动员
14             Runnable runnable = new Runnable() {
15                 public void run() {
16                     try {
17                         System.out.println(String.format("线程【%s】准备接受起跑命令", Thread.currentThread().getName()));
18                         cdOrder.await();
19 
20                         System.out.println(String.format("线程【%s】已接受命令--冲刺", Thread.currentThread().getName()));
21                         Thread.sleep((long) (Math.random() * 5000)); //随机在5s内休眠
22 
23                         System.out.println(String.format("线程【%s】回应命令结果--达到终点", Thread.currentThread().getName()));
24                         cdAnswer.countDown();
25                     } catch (Exception e) {
26                         e.printStackTrace();
27                     }
28                 }
29             };
30             service.execute(runnable);
31         }
32         //主线程,开始计数器为1正在阻塞,由主线程出发减1动作,之后3个子线程接收到命令开始冲刺
33         try {
34             Thread.sleep((long) (Math.random() * 5000)); //随机在5s内休眠
35 
36             System.out.println(String.format("*裁判*线程【%s】准备开始发布命令,冲刺开枪", Thread.currentThread().getName()));
37             cdOrder.countDown();
38 
39             System.out.println(String.format("*裁判*线程【%s】已经完成发布命令,等待比赛结果", Thread.currentThread().getName()));
40             cdAnswer.await();
41 
42             System.out.println(String.format("*裁判*线程【%s】已经收到所有回应,宣布比赛结束", Thread.currentThread().getName()));
43         } catch (Exception e) {
44             e.printStackTrace();
45         }
46         service.shutdown();
47     }
48 }

运行以上代码打印的效果如下所示：

　　

  提示：欢迎继续参看我相关的下一篇博客：并发库应用之十 & 多线程数据交换Exchanger应用