CountDownLatch详解

发布时间 2024-01-03 22:40:45作者: 哩个啷个波

CountDownLatch介绍一

CountDownLatch中count down是倒数的意思,latch则是门闩(mén shuān)的含义。整体含义可以理解为倒数的门栓,似乎有一点“三二一,芝麻开门”的感觉。CountDownLatch的作用也是如此,在构造CountDownLatch的时候需要传入一个整数n,在这个整数“倒数”到0之前,主线程需要等待在门口,而这个“倒数”过程则是由各个执行线程驱动的,每个线程执行完一个任务“倒数”一次。总结来说,CountDownLatch的作用就是等待其他的线程都执行完任务,必要时可以对各个任务的执行结果进行汇总,然后主线程才继续往下执行。

​ CountDownLatch主要有两个方法:countDown()和await()。countDown()方法用于使计数器减一,其一般是执行任务的线程调用,await()方法则使调用该方法的线程处于等待状态,其一般是主线程调用。这里需要注意的是,countDown()方法并没有规定一个线程只能调用一次,当同一个线程调用多次countDown()方法时,每次都会使计数器减一;另外,await()方法也并没有规定只能有一个线程执行该方法,如果多个线程同时执行await()方法,那么这几个线程都将处于等待状态,并且以共享模式享有同一个锁。如下是其使用示例:

public class CountDownLatchExample {
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5);
    Service service = new Service(latch);
    Runnable task = () -> service.exec();

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
      Thread thread = new Thread(task);
      thread.start();
    }

    System.out.println("main thread await. ");
    latch.await();
    System.out.println("main thread finishes await. ");
  }
}

public class Service {
  private CountDownLatch latch;

  public Service(CountDownLatch latch) {
    this.latch = latch;
  }

  public void exec() {
    try {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " execute task. ");
      sleep(2);
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finished task. ");
    } finally {
      latch.countDown();
    }
  }

  private void sleep(int seconds) {
    try {
      TimeUnit.SECONDS.sleep(seconds);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

​ 在上面的例子中,首先声明了一个CountDownLatch对象,并且由主线程创建了5个线程,分别执行任务,在每个任务中,当前线程会休眠2秒。在启动线程之后,主线程调用了CountDownLatch.await()方法,此时,主线程将在此处等待创建的5个线程执行完任务之后才继续往下执行。如下是执行结果:

Thread-0 execute task. 
Thread-1 execute task. 
Thread-2 execute task. 
Thread-3 execute task. 
Thread-4 execute task. 
main thread await. 
Thread-0 finished task. 
Thread-4 finished task. 
Thread-3 finished task. 
Thread-1 finished task. 
Thread-2 finished task. 
main thread finishes await. 

​ 从输出结果可以看出,主线程先启动了五个线程,然后主线程进入等待状态,当这五个线程都执行完任务之后主线程才结束了等待。上述代码中需要注意的是,在执行任务的线程中,使用了try...finally结构,该结构可以保证创建的线程发生异常时CountDownLatch.countDown()方法也会执行,也就保证了主线程不会一直处于等待状态。

​ CountDownLatch非常适合于对任务进行拆分,使其并行执行,比如某个任务执行2s,其对数据的请求可以分为五个部分,那么就可以将这个任务拆分为5个子任务,分别交由五个线程执行,执行完成之后再由主线程进行汇总,此时,总的执行时间将决定于执行最慢的任务,平均来看,还是大大减少了总的执行时间。

​ 另外一种比较合适使用CountDownLatch的地方是使用某些外部链接请求数据的时候,比如图片。在本人所从事的项目中就有类似的情况,因为我们使用的图片服务只提供了获取单个图片的功能,而每次获取图片的时间不等,一般都需要1.5s~2s。当我们需要批量获取图片的时候,比如列表页需要展示一系列的图片,如果使用单个线程顺序获取,那么等待时间将会极长,此时我们就可以使用CountDownLatch对获取图片的操作进行拆分,并行的获取图片,这样也就缩短了总的获取时间。

​ CountDownLatch是基于AbstractQueuedSynchronizer实现的,在AbstractQueuedSynchronizer中维护了一个volatile类型的整数state,volatile可以保证多线程环境下该变量的修改对每个线程都可见,并且由于该属性为整型,因而对该变量的修改也是原子的。创建一个CountDownLatch对象时,所传入的整数n就会赋值给state属性,当countDown()方法调用时,该线程就会尝试对state减一,而调用await()方法时,当前线程就会判断state属性是否为0,如果为0,则继续往下执行,如果不为0,则使当前线程进入等待状态,直到某个线程将state属性置为0,其就会唤醒在await()方法中等待的线程。如下是countDown()方法的源代码:

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

​ 这里sync也即一个继承了AbstractQueuedSynchronizer的类实例,该类是CountDownLatch的一个内部类,其声明如下:

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

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

  int getCount() {
    return getState();
  }

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

  protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
    for (;;) {
      int c = getState();   // 获取当前state属性的值
      if (c == 0)   // 如果state为0,则说明当前计数器已经计数完成,直接返回
        return false;
      int nextc = c-1;
      if (compareAndSetState(c, nextc)) // 使用CAS算法对state进行设置
        return nextc == 0;  // 设置成功后返回当前是否为最后一个设置state的线程
    }
  }
}

​ 这里tryReleaseShared(int)方法即对state属性进行减一操作的代码。可以看到,CAS也即compare and set的缩写,jvm会保证该方法的原子性,其会比较state是否为c,如果是则将其设置为nextc(自减1),如果state不为c,则说明有另外的线程在getState()方法和compareAndSetState()方法调用之间对state进行了设置,当前线程也就没有成功设置state属性的值,其会进入下一次循环中,如此往复,直至其成功设置state属性的值,即countDown()方法调用成功。

​ 在countDown()方法中调用的sync.releaseShared(1)调用时实际还是调用的tryReleaseShared(int)方法,如下是releaseShared(int)方法的实现:

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

​ 可以看到,在执行sync.releaseShared(1)方法时,其在调用tryReleaseShared(int)方法时会在无限for循环中设置state属性的值,设置成功之后其会根据设置的返回值(此时state已经自减了一),即当前线程是否为将state属性设置为0的线程,来判断是否执行if块中的代码。doReleaseShared()方法主要作用是唤醒调用了await()方法的线程。需要注意的是,如果有多个线程调用了await()方法,这些线程都是以共享的方式等待在await()方法处的,试想,如果以独占的方式等待,那么当计数器减少至零时,就只有一个线程会被唤醒执行await()之后的代码,这显然不符合逻辑。如下是doReleaseShared()方法的实现代码:

private void doReleaseShared() {
  for (;;) {
    Node h = head;  // 记录等待队列中的头结点的线程
    if (h != null && h != tail) {   // 头结点不为空,且头结点不等于尾节点
      int ws = h.waitStatus;
      if (ws == Node.SIGNAL) {  // SIGNAL状态表示当前节点正在等待被唤醒
        if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))    // 清除当前节点的等待状态
          continue;
        unparkSuccessor(h); // 唤醒当前节点的下一个节点
      } else if (ws == 0 && !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
        continue;
    }
    if (h == head)  // 如果h还是指向头结点,说明前面这段代码执行过程中没有其他线程对头结点进行过处理
      break;
  }
}

​ 在doReleaseShared()方法中(始终注意当前方法是最后一个执行countDown()方法的线程执行的),首先判断头结点不为空,且不为尾节点,说明等待队列中有等待唤醒的线程,这里需要说明的是,在等待队列中,头节点中并没有保存正在等待的线程,其只是一个空的Node对象,真正等待的线程是从头节点的下一个节点开始存放的,因而会有对头结点是否等于尾节点的判断。在判断等待队列中有正在等待的线程之后,其会清除头结点的状态信息,并且调用unparkSuccessor(Node)方法唤醒头结点的下一个节点,使其继续往下执行。如下是unparkSuccessor(Node)方法的具体实现:

private void unparkSuccessor(Node node) {
  int ws = node.waitStatus;
  if (ws < 0)
    compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);   // 清除当前节点的等待状态

  Node s = node.next;
  if (s == null || s.waitStatus > 0) {  // s的等待状态大于0说明该节点中的线程已经被外部取消等待了
    s = null;
    // 从队列尾部往前遍历,找到最后一个处于等待状态的节点,用s记录下来
    for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
      if (t.waitStatus <= 0)
        s = t;
  }
  if (s != null)
    LockSupport.unpark(s.thread);   // 唤醒离传入节点最近的处于等待状态的节点线程
}

​ 可以看到,unparkSuccessor(Node)方法的作用是唤醒离传入节点最近的一个处于等待状态的线程,使其继续往下执行。前面我们讲到过,等待队列中的线程可能有多个,而调用countDown()方法的线程只唤醒了一个处于等待状态的线程,这里剩下的等待线程是如何被唤醒的呢?其实这些线程是被当前唤醒的线程唤醒的。具体的我们可以看看await()方法的具体执行过程。如下是await()方法的代码:

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

​ await()方法实际还是调用了Sync对象的方法acquireSharedInterruptibly(int)方法,如下是该方法的具体实现:

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

​ 可以看到acquireSharedInterruptibly(int)方法判断当前线程是否需要以共享状态获取执行权限,这里tryAcquireShared(int)方法是AbstractQueuedSynchronizer中的一个模板方法,其具体实现在前面的Sync类中,可以看到,其主要是判断state是否为零,如果为零则返回1,表示当前线程不需要进行权限获取,可直接执行后续代码,返回-1则表示当前线程需要进行共享权限。具体的获取执行权限的代码在doAcquireSharedInterruptibly(int)方法中,如下是该方法的具体实现:

private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {
  final Node node = addWaiter(Node.SHARED); // 使用当前线程创建一个共享模式的节点
  boolean failed = true;
  try {
    for (;;) {
      final Node p = node.predecessor();    // 获取当前节点的前一个节点
      if (p == head) {  // 判断前一个节点是否为头结点
        int r = tryAcquireShared(arg);  // 查看当前线程是否获取到了执行权限
        if (r >= 0) {   // 大于0表示获取了执行权限
          setHeadAndPropagate(node, r); // 将当前节点设置为头结点,并且唤醒后面处于等待状态的节点
          p.next = null; // help GC
          failed = false;
          return;
        }
      }
      
      // 走到这一步说明没有获取到执行权限,就使当前线程进入“搁置”状态
      if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
          parkAndCheckInterrupt())
        throw new InterruptedException();
    }
  } finally {
    if (failed)
      cancelAcquire(node);
  }
}

​ 在doAcquireSharedInterruptibly(int)方法中,首先使用当前线程创建一个共享模式的节点。然后在一个for循环中判断当前线程是否获取到执行权限,如果有(r >= 0判断)则将当前节点设置为头节点,并且唤醒后续处于共享模式的节点;如果没有,则对调用shouldParkAfterFailedAcquire(Node, Node)和parkAndCheckInterrupt()方法使当前线程处于“搁置”状态,该“搁置”状态是由操作系统进行的,这样可以避免该线程无限循环而获取不到执行权限,造成资源浪费,这里也就是线程处于等待状态的位置,也就是说当线程被阻塞的时候就是阻塞在这个位置。当有多个线程调用await()方法而进入等待状态时,这几个线程都将等待在此处。这里回过头来看前面将的countDown()方法,其会唤醒处于等待队列中离头节点最近的一个处于等待状态的线程,也就是说该线程被唤醒之后会继续从这个位置开始往下执行,此时执行到tryAcquireShared(int)方法时,发现r大于0(因为state已经被置为0了),该线程就会调用setHeadAndPropagate(Node, int)方法,并且退出当前循环,也就开始执行awat()方法之后的代码。这里我们看看setHeadAndPropagate(Node, int)方法的具体实现:

private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
  Node h = head;
  setHead(node);    // 将当前节点设置为头节点
  // 检查唤醒过程是否需要往下传递,并且检查头结点的等待状态
  if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
      (h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
    Node s = node.next;
    if (s == null || s.isShared())  // 如果下一个节点是尝试以共享状态获取获取执行权限的节点,则将其唤醒
      doReleaseShared();
  }
}

​ setHeadAndPropagate(Node, int)方法主要作用是设置当前节点为头结点,并且将唤醒工作往下传递,在传递的过程中,其会判断被传递的节点是否是以共享模式尝试获取执行权限的,如果不是,则传递到该节点处为止(一般情况下,等待队列中都只会都是处于共享模式或者处于独占模式的节点)。也就是说,头结点会依次唤醒后续处于共享状态的节点,这也就是共享锁与独占锁的实现方式。这里doReleaseShared()方法也就是我们前面讲到的会将离头结点最近的一个处于等待状态的节点唤醒的方法。

CountDownLatch介绍二

一、介绍

CountDownLatch 是 Java 中的一个并发工具类,用于协调多个线程之间的同步。其作用是让某一个线程等待多个线程的操作完成之后再执行。它可以使一个或多个线程等待一组事件的发生,而其他的线程则可以触发这组事件。

二、特性

\1. CountDownLatch 可以用于控制一个或多个线程等待多个任务完成后再执行。

\2. CountDownLatch 的计数器只能够被减少,不能够被增加。

\3. CountDownLatch 的计数器初始值为正整数,每次调用 countDown() 方法会将计数器减 1,计数器为 0 时,等待线程开始执行。

三、实现原理

CountDownLatch 的实现原理比较简单,它主要依赖于 AQS(AbstractQueuedSynchronizer)框架来实现线程的同步。

CountDownLatch 内部维护了一个计数器,该计数器初始值为 N,代表需要等待的线程数目,当一个线程完成了需要等待的任务后,就会调用 countDown() 方法将计数器减 1,当计数器的值为 0 时,等待的线程就会开始执行。

四、适用场景

\1. 主线程等待多个子线程完成任务后再继续执行。例如:一个大型的任务需要被拆分成多个子任务并交由多个线程并行处理,等所有子任务都完成后再将处理结果进行合并。

\2. 启动多个线程并发执行任务,等待所有线程执行完毕后进行结果汇总。例如:在一个并发请求量比较大的 Web 服务中,可以使用 CountDownLatch 控制多个线程同时处理请求,等待所有线程处理完毕后将结果进行汇总。

\3. 线程 A 等待线程 B 执行完某个任务后再执行自己的任务。例如:在分布式系统中,一个节点需要等待其他节点的加入后才能执行某个任务,可以使用 CountDownLatch 控制节点的加入,等所有节点都加入完成后再执行任务。

\4. 多个线程等待一个共享资源的初始化完成后再进行操作。例如:在某个资源初始化较慢的系统中,可以使用 CountDownLatch 控制多个线程等待共享资源初始化完成后再进行操作。

CountDownLatch 适用于多线程任务的协同处理场景,能够有效提升多线程任务的执行效率,同时也能够降低多线程任务的复杂度和出错率。

五、注意事项

\1. CountDownLatch 对象的计数器只能减不能增,即一旦计数器为 0,就无法再重新设置为其他值,因此在使用时需要根据实际需要设置初始值。

\2. CountDownLatch 的计数器是线程安全的,多个线程可以同时调用 countDown() 方法,而不会产生冲突。

\3. 如果 CountDownLatch 的计数器已经为 0,再次调用 countDown() 方法也不会产生任何效果。

\4. 如果在等待过程中,有线程发生异常或被中断,计数器的值可能不会减少到 0,因此在使用时需要根据实际情况进行异常处理。

\5. CountDownLatch 可以与其他同步工具(如 Semaphore、CyclicBarrier)结合使用,实现更复杂的多线程同步。

六、实际应用

1. 案例一

(1) 场景

一个简单的 CountDownLatch 示例,演示了如何使用 CountDownLatch 实现多个线程的同步。

(2) 代码

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * CountDownLatchCase1
 * 如何使用CountDownLatch实现多个线程的同步。
 *
 * @author wxy
 * @since 2023-04-18
 */
public class CountDownLatchCase1 {
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(CountDownLatchCase1.class);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建 CountDownLatch 对象,需要等待 3 个线程完成任务
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
        // 创建 3 个线程
        Worker worker1 = new Worker(latch, "worker1");
        Worker worker2 = new Worker(latch, "worker2");
        Worker worker3 = new Worker(latch, "worker3");
        // 启动 3 个线程
        worker1.start();
        worker2.start();
        worker3.start();
        // 等待 3 个线程完成任务
        latch.await();
        // 所有线程完成任务后,执行下面的代码
        LOGGER.info("All workers have finished their jobs!");
    }
}

class Worker extends Thread {
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(Worker.class);
    private final CountDownLatch latch;
    public String name;

    public Worker(CountDownLatch latch, String name) {
        this.latch = latch;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            // 模拟任务耗时
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);
            LOGGER.info("{} has finished the job!", name);
        } catch (InterruptedException e) {
            LOGGER.error(e.getMessage(), e);
        } finally {
            // 一定要保证每个线程执行完毕或者异常后调用countDown()方法
            // 如果不调用会导致其他线程一直等待, 无法继续执行
            // 建议放在finally代码块中, 防止异常情况下未调用countDown()方法
            latch.countDown();
        }
    }
}

运行结果:

img

在上面的代码中,首先创建了一个CountDownLatch对象,并指定需要等待的线程数为 3。然后创建了 3 个线程并启动。每个线程会模拟执行一个耗时的任务,执行完成后会调用 countDown() 方法将计数器减 1。在所有线程都完成任务后,主线程会执行 latch.await() 方法等待计数器为 0,然后输出所有线程都完成任务的提示信息。

思考:如果不使用CountDownLatch情况将会是怎样呢?

运行结果:

img

由执行结果可知,主线程不会等待子线程结束后再执行。如果我们主线程(main) 需要其他线程执行后的结果,我们就需要使用countDownLantch让主线程和执行快的线程等待子线程全部执行完毕再向下执行。

思考:如果某个线程漏调用.countDown();会怎么样呢?

接下来我们模拟worker1线程异常,如果该线程异常latch.countDown()方法就无法被调用。

public void run() {
    try {
        // 模拟任务耗时
        if ("worker1".equals(name)) {
            throw new RuntimeException(name + "运行异常");
        }
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);
        LOGGER.info("{} has finished the job!", name);
        latch.countDown();
    } catch (InterruptedException e) {
        LOGGER.error(e.getMessage(), e);
    }
}

运行结果:

img

由运行结果可知,当worker1线程由于异常没有执行countDown()方法,最后state结果不为0,导致所有线程停在AQS中自旋(死循环)。所以程序无法结束。(如何解决这个问题呢?请看案例二)

img

2. 案例二

(1) 场景

当年刚工作不久,遇到一个这样的问题:远程调用某个api,大部分情况下需要2-3s才能读取到响应值。我需要解析响应的JSON用于后续的操作。由于这个调用是异步的,我没办法在主线程获取到响应的JSON值。

当时第一时间想到的是让主线程休眠,但是休眠多久好呢?1、2、3s?显然是不行的,如果1s就请求成功并响应了,你要等3s,这不是浪费时间吗!

于是,我就请教了公司一位大佬。他告诉我使用CountDownLatch。我恍然大悟,之前自己学过,但是一到战场上我就把他给忘记了(实践是检验真理的唯一标准)。

(2) 代码(偷个懒 哈哈 就是在案例一的代码中修改了await()方法)

将latch.await()修改为 latch.await(5, TimeUnit.SECONDS),这段代码啥意思呢?就是当第一个线程到达await()方法开始计时,5s后不等待未执行完毕的线程,直接向下执行。这么写的好处是,当调用某个方法超时太久,不影响我们的主逻辑。(很实用)

// 等待 3 个线程完成任务
if (!latch.await(5, TimeUnit.SECONDS)) {
    LOGGER.warn("{} time out", worker1.name);
}
// 所有线程完成任务后,执行下面的代码
LOGGER.info("all workers have finished their jobs!");

看一下加了latch.await(5, TimeUnit.SECONDS)方法后执行结果:

img

CountDownLatch介绍三

这篇文章主要讲解java中一个比较常用的同步工具类CountDownLatch,不管是在工作还是面试中都比较常见。我们将通过案例来进行讲解分析。

一、定义

CountDownLatch的作用很简单,就是一个或者一组线程在开始执行操作之前,必须要等到其他线程执行完才可以。我们举一个例子来说明,在考试的时候,老师必须要等到所有人交了试卷才可以走。此时老师就相当于等待线程,而学生就好比是执行的线程。

注意:java中还有一个同步工具类叫做CyclicBarrier,他的作用和CountDownLatch类似。同样是等待其他线程都完成了,才可以进行下一步操作,我们再举一个例子,在打王者的时候,在开局前所有人都必须要加载到100%才可以进入。否则所有玩家都相互等待。

我们看一下区别:

CountDownLatch: 一个线程(或者多个), 等待另外N个线程完成某个事情之后才能执行。 CyclicBarrier : N个线程相互等待,任何一个线程完成之前,所有的线程都必须等待。关键点其实就在于那N个线程(1)CountDownLatch里面N个线程就是学生,学生做完了试卷就可以走了,不用等待其他的学生是否完成(2)CyclicBarrier 里面N个线程就是所有的游戏玩家,一个游戏玩家加载到100%还不可以,必须要等到其他的游戏玩家都加载到100%才可以开局

现在应该理解CountDownLatch的含义了吧,下面我们使用一个代码案例来解释。

二、使用

我们使用学生考试的案例来进行演示:

img

在上面,我们定义了一个CountDownLatch,并设置其值为2。有两个学生使用两个线程来表示,然后依次执行。最后老师线程(main线程)在学生线程都执行完了才可以执行。我们来运行一边看看结果。

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现在我们应该能体会到其用法了吧。在上面我们的等待线程时老师(main线程)。

下面我们对这个countDownLatch分析一下。为什么具有上面的特点。

三、原理

在上面我们看到,CountDownLatch主要使用countDown方法进行减1操作,使用await方法进行等到操作。我们进入到源码中看看。本源码基于jdk1.8。特在此说明。

1、countDown原理

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英语不好的人看起来真的是一脸懵逼,不过信号上面的英语还都是简单的英语,大致意思是这样的:CountDownLatch里面保存了一个count值,通过减1操作,直到为0时候,等待线程才可以执行。而且通过源码也可以看到这个countDown方法其实是通过sync调用releaseShared(1)来完成的。

OK。到了这一步我们可能会纳闷,sync是个什么鬼,releaseShared方法又是如何实现的。我们不妨接着看源码,在CountDownLatch的开头我们找到了答案,原来这个sync在这里定义了。

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在这里我们发现继承了AbstractQueuedSynchronizer(AQS)。AQS的其中一个作用就是维护线程状态和获取释放锁。在这里也就是说CountDownLatch使用AQS机制维护锁状态。而releaseShared(1)方法就是释放了一个共享锁。

现在理解了吧,底层使用AQS机制调用releaseShared方法释放一个锁资源。那么等待的方法是如何实现的呢?

2、await原理

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这俩方法都是让线程等待,第一个没有实现限制,第二个有时间限制,我们一个一个来看。

(1)await()

await()底层主要是acquireSharedInterruptibly方法实现的,继续跟进去看看。

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这里面有两个if语句,首先第一个判断是否被中断,如果被中断了,那就抛出中断异常。然后判断当前是否还有线程未执行,如果有那就,那就执行doAcquireSharedInterruptibly方法继续等待。

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上面函数的意思已经在注释里面了,下面我们就来看看这个doAcquireSharedInterruptibly是如何实现的。

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这块的代码比较长,不过大致意思我可以描述一下,他会用一个一个的节点将线程串起来 等达到条件后再一个一个的唤醒。核心就是第三行的addWaiter函数。我们可以再跟进去看看吧。

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你会发现这里面也使用了CAS机制。而且就是使用链表穿起来的。

(2) await(long timeout, TimeUnit unit)

这个方法的意思是等待指定的时间,如果还有线程没执行完,那就接着执行。就好比考完试了,还有同学没交试卷,此时因为到时间了。不管三七二十一也不管剩下的同学是否提交,直接就走了。其底层是通过Sync的tryAcquireSharedNanos方法实现的,我们接着进入到源码中看看。

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在这里皮球又一次被踢走了,真正实现的其实就是doAcquireSharedNanos方法,tryAcquireShared方法主要是判断是否当前满足wait的条件。我们接着看。

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上面的代码看似长,最核心的就是for循环里面的,最主要的意思就是如果当前还有线程未执行而且过了超时时间,那就直接执行等待线程就好了,不再等了。也就是我在指定的时间内你没执行完我等着你,要是超了这个时间点我就不管了。

对于CountDownLatch来说原理主要还是通过源码来认识。不过CountDownLatch看起来虽然很好用,也有很多不足之处,比如说CountDownLatch是一次性的 , 计数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。