引言

高手程序員與新手程序員一個簡單的判斷標(biāo)準(zhǔn)，就是有沒有使用過CountDownLatch，在互聯(lián)網(wǎng)公司工作超過3年的程序員基本上應(yīng)該都用過。CountDownLatch中文名稱叫做閉鎖，也叫計(jì)數(shù)鎖，不過不是用來加鎖的，而是通過計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)條件等待的功能。CountDownLatch的使用場景有兩個：e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

1. 當(dāng)前線程等待其他線程都執(zhí)行完成之后，再執(zhí)行。
2. 所有線程滿足條件后，再一起執(zhí)行。

使用示例

CountDownLatch常用的方法就兩個，countDown()方法用來將計(jì)數(shù)器減一，await()方法會阻塞當(dāng)前線程，直到計(jì)數(shù)器值等于0。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

場景1：

先看一下第一種場景，也是最常用的場景：e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• 當(dāng)前線程等待其他線程都執(zhí)行完成之后，再執(zhí)行。

在工作中什么時候會遇到這種場景呢？比如當(dāng)前線程需要查詢3個數(shù)據(jù)庫，并且把查詢結(jié)果匯總返回給前端。查詢3個數(shù)據(jù)庫的邏輯，可以分別使用3個線程加快查詢速度。但是怎么判斷3個線程都執(zhí)行結(jié)束了呢？這時候就可以使用CountDownLatch了。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

import java.util.concurrent.CountDownLatch;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;/** * @author 一燈架構(gòu) * @apiNote CountDownLatch測試類（場景1） **/public class CountDownLatchTest1 {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        // 1. 創(chuàng)建一個線程池，用來執(zhí)行3個查詢?nèi)蝿?wù)        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);        // 2. 創(chuàng)建一個計(jì)數(shù)鎖，數(shù)量是3        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);        // 3. 啟動3個查詢?nèi)蝿?wù)        for (int i = 0; i < 3; i++) {            executorService.submit(() -> {                try {                    // 4. 睡眠1秒，模擬任務(wù)執(zhí)行過程                    Thread.sleep(1000);                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 執(zhí)行完成");                    // 5. 任務(wù)執(zhí)行完成，計(jì)數(shù)器減一                    countDownLatch.countDown();                } catch (InterruptedException e) {                }            });        }        // 6. 等待所有任務(wù)執(zhí)行完成        countDownLatch.await();        System.out.println("所有任務(wù)執(zhí)行完成。");        // 7. 關(guān)閉線程池        executorService.shutdown();    }}

輸出結(jié)果：e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

pool-1-thread-2 執(zhí)行完成 pool-1-thread-1 執(zhí)行完成 pool-1-thread-3 執(zhí)行完成 所有任務(wù)執(zhí)行完成。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

需要注意的是，這里創(chuàng)建CountDownLatch計(jì)數(shù)器的時候，指定的數(shù)量是3，因?yàn)橛?個任務(wù)。在3個任務(wù)沒有執(zhí)行完成之前，await()方法會一直阻塞，直到3個任務(wù)都執(zhí)行完成。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

場景2

再看一下第二種場景，有些情況用的也比較多：e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• 所有線程滿足條件后，再一起執(zhí)行。

什么情況下會遇到這種場景呢？比如系統(tǒng)中多個任務(wù)線程存在先后依賴關(guān)系，必須等待其他線程啟動完成后，才能一起執(zhí)行。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

/** * @author 一燈架構(gòu) * @apiNote CountDownLatch測試類（場景2） **/public class CountDownLatchTest {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        // 1. 創(chuàng)建一個線程池，用來執(zhí)行3個任務(wù)        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);        // 2. 創(chuàng)建一個計(jì)數(shù)鎖，數(shù)量是1        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);        // 3. 啟動3個任務(wù)        for (int i = 0; i < 3; i++) {            executorService.submit(() -> {                try {                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 啟動完成");                    // 4. 等待其他任務(wù)啟動完成                    countDownLatch.await();                    // 5. 睡眠1秒，模擬任務(wù)執(zhí)行過程                    Thread.sleep(1000);                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 執(zhí)行完成");                } catch (InterruptedException e) {                }            });        }        // 6. 所有任務(wù)啟動完成，計(jì)數(shù)器減一        countDownLatch.countDown();        System.out.println("所有任務(wù)啟動完成，開始執(zhí)行。");        // 7. 關(guān)閉線程池        executorService.shutdown();    }}

輸出結(jié)果：e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

pool-1-thread-1 啟動完成 pool-1-thread-2 啟動完成 pool-1-thread-3 啟動完成 所有任務(wù)啟動完成，開始執(zhí)行。 pool-1-thread-1 執(zhí)行完成 pool-1-thread-3 執(zhí)行完成 pool-1-thread-2 執(zhí)行完成e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

需要注意的是，與場景1不同，這里創(chuàng)建CountDownLatch計(jì)數(shù)器的時候，指定的數(shù)量是1，因?yàn)?個任務(wù)需要滿足同一個條件，就是都啟動完成，也就是只需要調(diào)用一次countDown()方法。 看完了CountDownLatch的使用方式，再看一下CountDownLatch的源碼實(shí)現(xiàn)。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

類屬性

public class CountDownLatch {    // 只有一個Sync同步變量    private final Sync sync;    // Sync繼承自AQS，主要邏輯都在這里面    private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {        // 只有這一個構(gòu)造方法，需要指定計(jì)數(shù)器數(shù)值        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();                if (c == 0)                    return false;                int nextc = c-1;                if (compareAndSetState(c, nextc))                    return nextc == 0;            }        }    }}

跟ReentrantLock一樣，CountDownLatch也沒有直接繼承AQS，也是采用組合的方式，使用Sync同步變量實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的功能，而Sync同步變量才是真正繼承AQS的。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

countDown方法源碼

public void countDown() {    // 底層調(diào)用父類AQS中的releaseShared()方法    sync.releaseShared(1);}

countDown()方法里面調(diào)用的是父類AQS中的releaseShared()方法，而releaseShared()方法又在調(diào)用子類Sync中tryReleaseShared()方法。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

/** * 父類AQS */public abstract class AbstractQueuedSynchronizer        extends AbstractOwnableSynchronizer        implements java.io.Serializable {                public final boolean releaseShared(int arg) {        // tryReleaseShared()由子類實(shí)現(xiàn)        if (tryReleaseShared(arg)) {            doReleaseShared();            return true;        }        return false;    }    // 定義抽象方法，由子類實(shí)現(xiàn)    protected boolean tryReleaseShared(int arg) {        throw new UnsupportedOperationException();    }}

/** * 子類Sync */private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {        // 實(shí)現(xiàn)父類AQS中的tryReleaseShared()方法    @Override    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;            }        }    }}

而Sync同步類中tryReleaseShared()方法邏輯也很簡單，就是把同步狀態(tài)state值減一。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

await源碼

await()方法底層也是調(diào)用父類中acquireSharedInterruptibly()方法，而父類AQS又需要調(diào)用子類Sync中的具體實(shí)現(xiàn)。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

public void await() throws InterruptedException {    // 底層調(diào)用父類AQS中的releaseShared()方法    sync.acquireSharedInterruptibly(1);}

/** * 父類AQS */public abstract class AbstractQueuedSynchronizer        extends AbstractOwnableSynchronizer        implements java.io.Serializable {    public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {        if (Thread.interrupted()) {            throw new InterruptedException();        }        // tryAcquireShared()由子類實(shí)現(xiàn)        if (tryAcquireShared(arg) < 0) {            doAcquireSharedInterruptibly(arg);        }    }    // 定義抽象方法，由子類實(shí)現(xiàn)    protected int tryAcquireShared(int arg) {        throw new UnsupportedOperationException();    }}

子類Sync只需要實(shí)現(xiàn)tryAcquireShared()方法即可，而tryAcquireShared()方法的作用就是判斷鎖是否已經(jīng)完全釋放，即同步狀態(tài)state=0。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

/** * 子類Sync */private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {    // 實(shí)現(xiàn)父類AQS中的tryAcquireShared()方法    @Override    protected int tryAcquireShared(int acquires) {        return (getState() == 0) ? 1 : -1;    }}

總結(jié)

看完了CountDownLatch的所有源碼，是不是覺得CountDownLatch邏輯很簡單。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

因?yàn)榧渔i流程的編排工作已經(jīng)在父類AQS中實(shí)現(xiàn)，子類只需要實(shí)現(xiàn)具體的加鎖邏輯即可，也就是實(shí)現(xiàn)tryReleaseShared()方法和tryAcquireShared()方法。而加鎖邏輯也很簡單，也就是修改同步狀態(tài)state的值即可。想要詳細(xì)了解父類AQS的流程，可以翻看前幾篇文章。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

下篇文章再一塊學(xué)習(xí)一下共享鎖Semaphore的源碼實(shí)現(xiàn)。e1l28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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