【死磕Java并發(fā)】-----J.U.C之并發(fā)工具類:CountDownLatch

此篇博客所有源碼均來(lái)自JDK 1.8

在上篇博客中介紹了Java四大并發(fā)工具之一的CyclicBarrier,今天要介紹的CountDownLatch與CyclicBarrier有點(diǎn)兒相似。
CyclicBarrier所描述的是“允許一組線程互相等待,直到到達(dá)某個(gè)公共屏障點(diǎn),才會(huì)進(jìn)行后續(xù)任務(wù)",而CountDownLatch所描述的是”在完成一組正在其他線程中執(zhí)行的操作之前,它允許一個(gè)或多個(gè)線程一直等待“。在API中是這樣描述的:

用給定的計(jì)數(shù) 初始化 CountDownLatch。由于調(diào)用了 countDown() 方法,所以在當(dāng)前計(jì)數(shù)到達(dá)零之前,await 方法會(huì)一直受阻塞。之后,會(huì)釋放所有等待的線程,await 的所有后續(xù)調(diào)用都將立即返回。這種現(xiàn)象只出現(xiàn)一次——計(jì)數(shù)無(wú)法被重置。如果需要重置計(jì)數(shù),請(qǐng)考慮使用 CyclicBarrier。

CountDownLatch

CountDownLatch是通過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)我們?cè)趎ew 一個(gè)CountDownLatch對(duì)象的時(shí)候需要帶入該計(jì)數(shù)器值,該值就表示了線程的數(shù)量。每當(dāng)一個(gè)線程完成自己的任務(wù)后,計(jì)數(shù)器的值就會(huì)減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器的值變?yōu)?時(shí),就表示所有的線程均已經(jīng)完成了任務(wù),然后就可以恢復(fù)等待的線程繼續(xù)執(zhí)行了。

雖然,CountDownlatch與CyclicBarrier有那么點(diǎn)相似,但是他們還是存在一些區(qū)別的:

  1. CountDownLatch的作用是允許1或N個(gè)線程等待其他線程完成執(zhí)行;而CyclicBarrier則是允許N個(gè)線程相互等待
  2. CountDownLatch的計(jì)數(shù)器無(wú)法被重置;CyclicBarrier的計(jì)數(shù)器可以被重置后使用,因此它被稱為是循環(huán)的barrier

實(shí)現(xiàn)分析

CountDownLatch結(jié)構(gòu)如下

CountDownLatch

通過(guò)上面的結(jié)構(gòu)圖我們可以看到,CountDownLatch內(nèi)部依賴Sync實(shí)現(xiàn),而Sync繼承AQS。CountDownLatch僅提供了一個(gè)構(gòu)造方法:

CountDownLatch(int count) : 構(gòu)造一個(gè)用給定計(jì)數(shù)初始化的 CountDownLatch

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

sync為CountDownLatch的一個(gè)內(nèi)部類,其定義如下:

    private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;

        Sync(int count) {
            setState(count);
        }

        //獲取同步狀態(tài)
        int getCount() {
            return getState();
        }

        //獲取同步狀態(tài)
        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }

        //釋放同步狀態(tài)
        protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
            for (;;) {
                int c = getState();
                if (c == 0)
                    return false;
                int nextc = c-1;
                if (compareAndSetState(c, nextc))
                    return nextc == 0;
            }
        }
    }

通過(guò)這個(gè)內(nèi)部類Sync我們可以清楚地看到CountDownLatch是采用共享鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

await()

CountDownLatch提供await()方法來(lái)使當(dāng)前線程在鎖存器倒計(jì)數(shù)至零之前一直等待,除非線程被中斷,定義如下:

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

await其內(nèi)部使用AQS的acquireSharedInterruptibly(int arg):

    public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        if (Thread.interrupted())
            throw new InterruptedException();
        if (tryAcquireShared(arg) < 0)
            doAcquireSharedInterruptibly(arg);
    }

在內(nèi)部類Sync中重寫(xiě)了tryAcquireShared(int arg)方法:

        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }

getState()獲取同步狀態(tài),其值等于計(jì)數(shù)器的值,從這里我們可以看到如果計(jì)數(shù)器值不等于0,則會(huì)調(diào)用doAcquireSharedInterruptibly(int arg),該方法為一個(gè)自旋方法會(huì)嘗試一直去獲取同步狀態(tài):

    private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
        boolean failed = true;
        try {
            for (;;) {
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head) {
                    /**
                     * 對(duì)于CountDownLatch而言,如果計(jì)數(shù)器值不等于0,那么r 會(huì)一直小于0
                     */
                    int r = tryAcquireShared(arg);
                    if (r >= 0) {
                        setHeadAndPropagate(node, r);
                        p.next = null; // help GC
                        failed = false;
                        return;
                    }
                }
                //等待
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                        parkAndCheckInterrupt())
                    throw new InterruptedException();
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }

countDown()

CountDownLatch提供countDown() 方法遞減鎖存器的計(jì)數(shù),如果計(jì)數(shù)到達(dá)零,則釋放所有等待的線程。

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

內(nèi)部調(diào)用AQS的releaseShared(int arg)方法來(lái)釋放共享鎖同步狀態(tài):

    public final boolean releaseShared(int arg) {
        if (tryReleaseShared(arg)) {
            doReleaseShared();
            return true;
        }
        return false;
    }

tryReleaseShared(int arg)方法被CountDownLatch的內(nèi)部類Sync重寫(xiě):

    protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
        for (;;) {
            //獲取鎖狀態(tài)
            int c = getState();
            //c == 0 直接返回,釋放鎖成功
            if (c == 0)
                return false;
            //計(jì)算新“鎖計(jì)數(shù)器”
            int nextc = c-1;
            //更新鎖狀態(tài)(計(jì)數(shù)器)
            if (compareAndSetState(c, nextc))
                return nextc == 0;
        }
    }

總結(jié)

CountDownLatch內(nèi)部通過(guò)共享鎖實(shí)現(xiàn)。在創(chuàng)建CountDownLatch實(shí)例時(shí),需要傳遞一個(gè)int型的參數(shù):count,該參數(shù)為計(jì)數(shù)器的初始值,也可以理解為該共享鎖可以獲取的總次數(shù)。當(dāng)某個(gè)線程調(diào)用await()方法,程序首先判斷count的值是否為0,如果不會(huì)0的話則會(huì)一直等待直到為0為止。當(dāng)其他線程調(diào)用countDown()方法時(shí),則執(zhí)行釋放共享鎖狀態(tài),使count值 - 1。當(dāng)在創(chuàng)建CountDownLatch時(shí)初始化的count參數(shù),必須要有count線程調(diào)用countDown方法才會(huì)使計(jì)數(shù)器count等于0,鎖才會(huì)釋放,前面等待的線程才會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。注意CountDownLatch不能回滾重置。

關(guān)于共享鎖的請(qǐng)參考:【死磕Java并發(fā)】-----J.U.C之AQS:同步狀態(tài)的獲取與釋放

應(yīng)用示例

示例仍然使用開(kāi)會(huì)案例。老板進(jìn)入會(huì)議室等待5個(gè)人全部到達(dá)會(huì)議室才會(huì)開(kāi)會(huì)。所以這里有兩個(gè)線程老板等待開(kāi)會(huì)線程、員工到達(dá)會(huì)議室:

public class CountDownLatchTest {
    private static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);

    /**
     * Boss線程,等待員工到達(dá)開(kāi)會(huì)
     */
    static class BossThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Boss在會(huì)議室等待,總共有" + countDownLatch.getCount() + "個(gè)人開(kāi)會(huì)...");
            try {
                //Boss等待
                countDownLatch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println("所有人都已經(jīng)到齊了,開(kāi)會(huì)吧...");
        }
    }

    //員工到達(dá)會(huì)議室
    static class EmpleoyeeThread  extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",到達(dá)會(huì)議室....");
            //員工到達(dá)會(huì)議室 count - 1
            countDownLatch.countDown();
        }
    }
    
    public static void main(String[] args){
        //Boss線程啟動(dòng)
        new BossThread().start();

        for(int i = 0 ; i < countDownLatch.getCount() ; i++){
            new EmpleoyeeThread().start();
        }
    }
}

運(yùn)行結(jié)果:

此篇博客所有源碼均來(lái)自JDK 1.8

在上篇博客中介紹了Java四大并發(fā)工具之一的CyclicBarrier,今天要介紹的CountDownLatch與CyclicBarrier有點(diǎn)兒相似。
CyclicBarrier所描述的是“允許一組線程互相等待,直到到達(dá)某個(gè)公共屏障點(diǎn),才會(huì)進(jìn)行后續(xù)任務(wù)",而CountDownLatch所描述的是”在完成一組正在其他線程中執(zhí)行的操作之前,它允許一個(gè)或多個(gè)線程一直等待“。在API中是這樣描述的:

用給定的計(jì)數(shù) 初始化 CountDownLatch。由于調(diào)用了 countDown() 方法,所以在當(dāng)前計(jì)數(shù)到達(dá)零之前,await 方法會(huì)一直受阻塞。之后,會(huì)釋放所有等待的線程,await 的所有后續(xù)調(diào)用都將立即返回。這種現(xiàn)象只出現(xiàn)一次——計(jì)數(shù)無(wú)法被重置。如果需要重置計(jì)數(shù),請(qǐng)考慮使用 CyclicBarrier。

![](file:///G:/weizhi/myKnowledge/temp/9c1d9b85-25a1-4d47-9504-0801ed772abd/128/index_files/2017021200001.png)

CountDownLatch是通過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)我們?cè)趎ew 一個(gè)CountDownLatch對(duì)象的時(shí)候需要帶入該計(jì)數(shù)器值,該值就表示了線程的數(shù)量。每當(dāng)一個(gè)線程完成自己的任務(wù)后,計(jì)數(shù)器的值就會(huì)減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器的值變?yōu)?時(shí),就表示所有的線程均已經(jīng)完成了任務(wù),然后就可以恢復(fù)等待的線程繼續(xù)執(zhí)行了。

雖然,CountDownlatch與CyclicBarrier有那么點(diǎn)相似,但是他們還是存在一些區(qū)別的:

  1. CountDownLatch的作用是允許1或N個(gè)線程等待其他線程完成執(zhí)行;而CyclicBarrier則是允許N個(gè)線程相互等待
  2. CountDownLatch的計(jì)數(shù)器無(wú)法被重置;CyclicBarrier的計(jì)數(shù)器可以被重置后使用,因此它被稱為是循環(huán)的barrier

實(shí)現(xiàn)分析

CountDownLatch結(jié)構(gòu)如下

![](file:///G:/weizhi/myKnowledge/temp/9c1d9b85-25a1-4d47-9504-0801ed772abd/128/index_files/201702110002.jpg)

通過(guò)上面的結(jié)構(gòu)圖我們可以看到,CountDownLatch內(nèi)部依賴Sync實(shí)現(xiàn),而Sync繼承AQS。CountDownLatch僅提供了一個(gè)構(gòu)造方法:

CountDownLatch(int count) : 構(gòu)造一個(gè)用給定計(jì)數(shù)初始化的 CountDownLatch

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

sync為CountDownLatch的一個(gè)內(nèi)部類,其定義如下:

    private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;

        Sync(int count) {
            setState(count);
        }

        //獲取同步狀態(tài)
        int getCount() {
            return getState();
        }

        //獲取同步狀態(tài)
        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }

        //釋放同步狀態(tài)
        protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
            for (;;) {
                int c = getState();
                if (c == 0)
                    return false;
                int nextc = c-1;
                if (compareAndSetState(c, nextc))
                    return nextc == 0;
            }
        }
    }

通過(guò)這個(gè)內(nèi)部類Sync我們可以清楚地看到CountDownLatch是采用共享鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

await()

CountDownLatch提供await()方法來(lái)使當(dāng)前線程在鎖存器倒計(jì)數(shù)至零之前一直等待,除非線程被中斷,定義如下:

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

await其內(nèi)部使用AQS的acquireSharedInterruptibly(int arg):

    public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        if (Thread.interrupted())
            throw new InterruptedException();
        if (tryAcquireShared(arg) < 0)
            doAcquireSharedInterruptibly(arg);
    }

在內(nèi)部類Sync中重寫(xiě)了tryAcquireShared(int arg)方法:

        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }

getState()獲取同步狀態(tài),其值等于計(jì)數(shù)器的值,從這里我們可以看到如果計(jì)數(shù)器值不等于0,則會(huì)調(diào)用doAcquireSharedInterruptibly(int arg),該方法為一個(gè)自旋方法會(huì)嘗試一直去獲取同步狀態(tài):

    private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
        boolean failed = true;
        try {
            for (;;) {
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head) {
                    /**
                     * 對(duì)于CountDownLatch而言,如果計(jì)數(shù)器值不等于0,那么r 會(huì)一直小于0
                     */
                    int r = tryAcquireShared(arg);
                    if (r >= 0) {
                        setHeadAndPropagate(node, r);
                        p.next = null; // help GC
                        failed = false;
                        return;
                    }
                }
                //等待
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                        parkAndCheckInterrupt())
                    throw new InterruptedException();
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }

countDown()

CountDownLatch提供countDown() 方法遞減鎖存器的計(jì)數(shù),如果計(jì)數(shù)到達(dá)零,則釋放所有等待的線程。

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

內(nèi)部調(diào)用AQS的releaseShared(int arg)方法來(lái)釋放共享鎖同步狀態(tài):

    public final boolean releaseShared(int arg) {
        if (tryReleaseShared(arg)) {
            doReleaseShared();
            return true;
        }
        return false;
    }

tryReleaseShared(int arg)方法被CountDownLatch的內(nèi)部類Sync重寫(xiě):

    protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
        for (;;) {
            //獲取鎖狀態(tài)
            int c = getState();
            //c == 0 直接返回,釋放鎖成功
            if (c == 0)
                return false;
            //計(jì)算新“鎖計(jì)數(shù)器”
            int nextc = c-1;
            //更新鎖狀態(tài)(計(jì)數(shù)器)
            if (compareAndSetState(c, nextc))
                return nextc == 0;
        }
    }

總結(jié)

CountDownLatch內(nèi)部通過(guò)共享鎖實(shí)現(xiàn)。在創(chuàng)建CountDownLatch實(shí)例時(shí),需要傳遞一個(gè)int型的參數(shù):count,該參數(shù)為計(jì)數(shù)器的初始值,也可以理解為該共享鎖可以獲取的總次數(shù)。當(dāng)某個(gè)線程調(diào)用await()方法,程序首先判斷count的值是否為0,如果不會(huì)0的話則會(huì)一直等待直到為0為止。當(dāng)其他線程調(diào)用countDown()方法時(shí),則執(zhí)行釋放共享鎖狀態(tài),使count值 - 1。當(dāng)在創(chuàng)建CountDownLatch時(shí)初始化的count參數(shù),必須要有count線程調(diào)用countDown方法才會(huì)使計(jì)數(shù)器count等于0,鎖才會(huì)釋放,前面等待的線程才會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。注意CountDownLatch不能回滾重置。

關(guān)于共享鎖的請(qǐng)參考:【死磕Java并發(fā)】-----J.U.C之AQS:同步狀態(tài)的獲取與釋放

應(yīng)用示例

示例仍然使用開(kāi)會(huì)案例。老板進(jìn)入會(huì)議室等待5個(gè)人全部到達(dá)會(huì)議室才會(huì)開(kāi)會(huì)。所以這里有兩個(gè)線程老板等待開(kāi)會(huì)線程、員工到達(dá)會(huì)議室:

public class CountDownLatchTest {
    private static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);

    /**
     * Boss線程,等待員工到達(dá)開(kāi)會(huì)
     */
    static class BossThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Boss在會(huì)議室等待,總共有" + countDownLatch.getCount() + "個(gè)人開(kāi)會(huì)...");
            try {
                //Boss等待
                countDownLatch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println("所有人都已經(jīng)到齊了,開(kāi)會(huì)吧...");
        }
    }

    //員工到達(dá)會(huì)議室
    static class EmpleoyeeThread  extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",到達(dá)會(huì)議室....");
            //員工到達(dá)會(huì)議室 count - 1
            countDownLatch.countDown();
        }
    }
    
    public static void main(String[] args){
        //Boss線程啟動(dòng)
        new BossThread().start();

        for(int i = 0 ; i < countDownLatch.getCount() ; i++){
            new EmpleoyeeThread().start();
        }
    }
}

運(yùn)行結(jié)果:

此篇博客所有源碼均來(lái)自JDK 1.8

在上篇博客中介紹了Java四大并發(fā)工具之一的CyclicBarrier,今天要介紹的CountDownLatch與CyclicBarrier有點(diǎn)兒相似。
CyclicBarrier所描述的是“允許一組線程互相等待,直到到達(dá)某個(gè)公共屏障點(diǎn),才會(huì)進(jìn)行后續(xù)任務(wù)",而CountDownLatch所描述的是”在完成一組正在其他線程中執(zhí)行的操作之前,它允許一個(gè)或多個(gè)線程一直等待“。在API中是這樣描述的:

用給定的計(jì)數(shù) 初始化 CountDownLatch。由于調(diào)用了 countDown() 方法,所以在當(dāng)前計(jì)數(shù)到達(dá)零之前,await 方法會(huì)一直受阻塞。之后,會(huì)釋放所有等待的線程,await 的所有后續(xù)調(diào)用都將立即返回。這種現(xiàn)象只出現(xiàn)一次——計(jì)數(shù)無(wú)法被重置。如果需要重置計(jì)數(shù),請(qǐng)考慮使用 CyclicBarrier。

[圖片上傳中。。。(1)]

CountDownLatch是通過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)我們?cè)趎ew 一個(gè)CountDownLatch對(duì)象的時(shí)候需要帶入該計(jì)數(shù)器值,該值就表示了線程的數(shù)量。每當(dāng)一個(gè)線程完成自己的任務(wù)后,計(jì)數(shù)器的值就會(huì)減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器的值變?yōu)?時(shí),就表示所有的線程均已經(jīng)完成了任務(wù),然后就可以恢復(fù)等待的線程繼續(xù)執(zhí)行了。

雖然,CountDownlatch與CyclicBarrier有那么點(diǎn)相似,但是他們還是存在一些區(qū)別的:

  1. CountDownLatch的作用是允許1或N個(gè)線程等待其他線程完成執(zhí)行;而CyclicBarrier則是允許N個(gè)線程相互等待
  2. CountDownLatch的計(jì)數(shù)器無(wú)法被重置;CyclicBarrier的計(jì)數(shù)器可以被重置后使用,因此它被稱為是循環(huán)的barrier

實(shí)現(xiàn)分析

CountDownLatch結(jié)構(gòu)如下

[圖片上傳中。。。(2)]

通過(guò)上面的結(jié)構(gòu)圖我們可以看到,CountDownLatch內(nèi)部依賴Sync實(shí)現(xiàn),而Sync繼承AQS。CountDownLatch僅提供了一個(gè)構(gòu)造方法:

CountDownLatch(int count) : 構(gòu)造一個(gè)用給定計(jì)數(shù)初始化的 CountDownLatch

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

sync為CountDownLatch的一個(gè)內(nèi)部類,其定義如下:

    private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;

        Sync(int count) {
            setState(count);
        }

        //獲取同步狀態(tài)
        int getCount() {
            return getState();
        }

        //獲取同步狀態(tài)
        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }

        //釋放同步狀態(tài)
        protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
            for (;;) {
                int c = getState();
                if (c == 0)
                    return false;
                int nextc = c-1;
                if (compareAndSetState(c, nextc))
                    return nextc == 0;
            }
        }
    }

通過(guò)這個(gè)內(nèi)部類Sync我們可以清楚地看到CountDownLatch是采用共享鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

await()

CountDownLatch提供await()方法來(lái)使當(dāng)前線程在鎖存器倒計(jì)數(shù)至零之前一直等待,除非線程被中斷,定義如下:

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

await其內(nèi)部使用AQS的acquireSharedInterruptibly(int arg):

    public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        if (Thread.interrupted())
            throw new InterruptedException();
        if (tryAcquireShared(arg) < 0)
            doAcquireSharedInterruptibly(arg);
    }

在內(nèi)部類Sync中重寫(xiě)了tryAcquireShared(int arg)方法:

        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }

getState()獲取同步狀態(tài),其值等于計(jì)數(shù)器的值,從這里我們可以看到如果計(jì)數(shù)器值不等于0,則會(huì)調(diào)用doAcquireSharedInterruptibly(int arg),該方法為一個(gè)自旋方法會(huì)嘗試一直去獲取同步狀態(tài):

    private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
        boolean failed = true;
        try {
            for (;;) {
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head) {
                    /**
                     * 對(duì)于CountDownLatch而言,如果計(jì)數(shù)器值不等于0,那么r 會(huì)一直小于0
                     */
                    int r = tryAcquireShared(arg);
                    if (r >= 0) {
                        setHeadAndPropagate(node, r);
                        p.next = null; // help GC
                        failed = false;
                        return;
                    }
                }
                //等待
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                        parkAndCheckInterrupt())
                    throw new InterruptedException();
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }

countDown()

CountDownLatch提供countDown() 方法遞減鎖存器的計(jì)數(shù),如果計(jì)數(shù)到達(dá)零,則釋放所有等待的線程。

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

內(nèi)部調(diào)用AQS的releaseShared(int arg)方法來(lái)釋放共享鎖同步狀態(tài):

    public final boolean releaseShared(int arg) {
        if (tryReleaseShared(arg)) {
            doReleaseShared();
            return true;
        }
        return false;
    }

tryReleaseShared(int arg)方法被CountDownLatch的內(nèi)部類Sync重寫(xiě):

    protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
        for (;;) {
            //獲取鎖狀態(tài)
            int c = getState();
            //c == 0 直接返回,釋放鎖成功
            if (c == 0)
                return false;
            //計(jì)算新“鎖計(jì)數(shù)器”
            int nextc = c-1;
            //更新鎖狀態(tài)(計(jì)數(shù)器)
            if (compareAndSetState(c, nextc))
                return nextc == 0;
        }
    }

總結(jié)

CountDownLatch內(nèi)部通過(guò)共享鎖實(shí)現(xiàn)。在創(chuàng)建CountDownLatch實(shí)例時(shí),需要傳遞一個(gè)int型的參數(shù):count,該參數(shù)為計(jì)數(shù)器的初始值,也可以理解為該共享鎖可以獲取的總次數(shù)。當(dāng)某個(gè)線程調(diào)用await()方法,程序首先判斷count的值是否為0,如果不會(huì)0的話則會(huì)一直等待直到為0為止。當(dāng)其他線程調(diào)用countDown()方法時(shí),則執(zhí)行釋放共享鎖狀態(tài),使count值 - 1。當(dāng)在創(chuàng)建CountDownLatch時(shí)初始化的count參數(shù),必須要有count線程調(diào)用countDown方法才會(huì)使計(jì)數(shù)器count等于0,鎖才會(huì)釋放,前面等待的線程才會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。注意CountDownLatch不能回滾重置。

關(guān)于共享鎖的請(qǐng)參考:【死磕Java并發(fā)】-----J.U.C之AQS:同步狀態(tài)的獲取與釋放

應(yīng)用示例

示例仍然使用開(kāi)會(huì)案例。老板進(jìn)入會(huì)議室等待5個(gè)人全部到達(dá)會(huì)議室才會(huì)開(kāi)會(huì)。所以這里有兩個(gè)線程老板等待開(kāi)會(huì)線程、員工到達(dá)會(huì)議室:

public class CountDownLatchTest {
    private static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);

    /**
     * Boss線程,等待員工到達(dá)開(kāi)會(huì)
     */
    static class BossThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Boss在會(huì)議室等待,總共有" + countDownLatch.getCount() + "個(gè)人開(kāi)會(huì)...");
            try {
                //Boss等待
                countDownLatch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println("所有人都已經(jīng)到齊了,開(kāi)會(huì)吧...");
        }
    }

    //員工到達(dá)會(huì)議室
    static class EmpleoyeeThread  extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",到達(dá)會(huì)議室....");
            //員工到達(dá)會(huì)議室 count - 1
            countDownLatch.countDown();
        }
    }
    
    public static void main(String[] args){
        //Boss線程啟動(dòng)
        new BossThread().start();

        for(int i = 0 ; i < countDownLatch.getCount() ; i++){
            new EmpleoyeeThread().start();
        }
    }
}

運(yùn)行結(jié)果:

CountDownLatch
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