建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
這篇文章主要講解了“CountDownLatch的實(shí)現(xiàn)原理是什么”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“CountDownLatch的實(shí)現(xiàn)原理是什么”吧！
創(chuàng)新互聯(lián)于2013年創(chuàng)立，是專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)公司，擁有項目網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)站制作網(wǎng)站策劃，項目實(shí)施與項目整合能力。我們以讓每一個夢想脫穎而出為使命，1280元青神做網(wǎng)站,已為上家服務(wù),為青神各地企業(yè)和個人服務(wù),聯(lián)系電話:13518219792
前言
CountDownLatch是多線程中一個比較重要的概念，它可以使得一個或多個線程等待其他線程執(zhí)行完畢之后再執(zhí)行。它內(nèi)部有一個計數(shù)器和一個阻塞隊列，每當(dāng)一個線程調(diào)用countDown()方法后，計數(shù)器的值減少1。當(dāng)計數(shù)器的值不為0時，調(diào)用await()方法的線程將會被加入到阻塞隊列，一直阻塞到計數(shù)器的值為0。
常用方法
public class CountDownLatch { //構(gòu)造一個值為count的計數(shù)器 public CountDownLatch(int count); //阻塞當(dāng)前線程直到計數(shù)器為0 public void await() throws InterruptedException; //在單位為unit的timeout時間之內(nèi)阻塞當(dāng)前線程 public boolean await(long timeout, TimeUnit unit); //將計數(shù)器的值減1，當(dāng)計數(shù)器的值為0時，阻塞隊列內(nèi)的線程才可以運(yùn)行 public void countDown(); }下面給一個簡單的示例：
package com.yang.testCountDownLatch; import java.util.concurrent.CountDownLatch; public class Main { private static final int NUM = 3; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { CountDownLatch latch = new CountDownLatch(NUM); for (int i = 0; i < NUM; i++) { new Thread(() -> { try { Thread.sleep(2000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "運(yùn)行完畢"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { latch.countDown(); } }).start(); } latch.await(); System.out.println("主線程運(yùn)行完畢"); } }輸出如下：
看得出來，主線程會等到3個子線程執(zhí)行完畢才會執(zhí)行。
原理解析
類圖
可以看得出來，CountDownLatch里面有一個繼承AQS的內(nèi)部類Sync，其實(shí)是AQS來支持CountDownLatch的各項操作的。
CountDownLatch(int count)
new CountDownLatch(int count)用來創(chuàng)建一個AQS同步隊列，并將計數(shù)器的值賦給了AQS的state。
public CountDownLatch(int count) { if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0"); this.sync = new Sync(count); } private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { Sync(int count) { setState(count); } }countDown()
countDown()方法會對計數(shù)器進(jìn)行減1的操作，當(dāng)計數(shù)器值為0時，將會喚醒在阻塞隊列中等待的所有線程。其內(nèi)部調(diào)用了Sync的releaseShared(1)方法
public void countDown() { sync.releaseShared(1); } public final boolean releaseShared(int arg) { if (tryReleaseShared(arg)) { //此時計數(shù)器的值為0，喚醒所有被阻塞的線程 doReleaseShared(); return true; } return false; }tryReleaseShared(arg)內(nèi)部使用了自旋+CAS操將計數(shù)器的值減1，當(dāng)減為0時，方法返回true，將會調(diào)用doReleaseShared()方法。對CAS機(jī)制不了解的同學(xué)，可以先參考我的另外一篇文章淺探CAS實(shí)現(xiàn)原理
protected boolean tryReleaseShared(int releases) { //自旋 for (;;) { int c = getState(); if (c == 0) //此時計數(shù)器的值已經(jīng)為0了，其他線程早就執(zhí)行完畢了，當(dāng)前線程也已經(jīng)再執(zhí)行了，不需要再次喚醒了 return false; int nextc = c-1; //使用CAS機(jī)制，將state的值變?yōu)閟tate-1 if (compareAndSetState(c, nextc)) return nextc == 0; } }doReleaseShared()是AQS中的方法，該方法會喚醒隊列中所有被阻塞的線程。
private void doReleaseShared() { for (;;) { Node h = head; if (h != null && h != tail) { int ws = h.waitStatus; if (ws == Node.SIGNAL) { if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0)) continue; // loop to recheck cases unparkSuccessor(h); } else if (ws == 0 && !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE)) continue; // loop on failed CAS } if (h == head) // loop if head changed break; } }這段方法比較難理解，會另外篇幅介紹。這里只要認(rèn)為該段方法會喚醒所有因調(diào)用await()方法而阻塞的線程。
await()
當(dāng)計數(shù)器的值不為0時，該方法會將當(dāng)前線程加入到阻塞隊列中，并把當(dāng)前線程掛起。
public void await() throws InterruptedException { sync.acquireSharedInterruptibly(1); }同樣是委托內(nèi)部類Sync，調(diào)用其
acquireSharedInterruptibly()方法
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); if (tryAcquireShared(arg) < 0) doAcquireSharedInterruptibly(arg); }接著看Sync內(nèi)的tryAcquireShared()方法，如果當(dāng)前計數(shù)器的值為0，則返回1，最終將導(dǎo)致await()不會將線程阻塞。如果當(dāng)前計數(shù)器的值不為0，則返回-1。
protected int tryAcquireShared(int acquires) { return (getState() == 0) ? 1 : -1; }tryAcquireShared方法返回一個負(fù)值時，將會調(diào)用AQS中的
doAcquireSharedInterruptibly()方法，將調(diào)用await()方法的線程加入到阻塞隊列中，并將此線程掛起。
private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException { //將當(dāng)前線程構(gòu)造成一個共享模式的節(jié)點(diǎn)，并加入到阻塞隊列中 final Node node = addWaiter(Node.SHARED); boolean failed = true; try { for (;;) { final Node p = node.predecessor(); if (p == head) { int r = tryAcquireShared(arg); if (r >= 0) { setHeadAndPropagate(node, r); p.next = null; // help GC failed = false; return; } } if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt()) throw new InterruptedException(); } } finally { if (failed) cancelAcquire(node); } }同樣，以上的代碼位于AQS中，在沒有了解AQS結(jié)構(gòu)的情況下去理解上述代碼，有些困難，關(guān)于AQS源碼，會另開篇幅介紹。
使用場景
CountDownLatch的使用場景很廣泛，一般用于分頭做某些事，再匯總的情景。例如：
數(shù)據(jù)報表：當(dāng)前的微服務(wù)架構(gòu)十分流行，大多數(shù)項目都會被拆成若干的子服務(wù)，那么報表服務(wù)在進(jìn)行統(tǒng)計時，需要向各個服務(wù)抽取數(shù)據(jù)。此時可以創(chuàng)建與服務(wù)數(shù)相同的線程數(shù)，交由線程池處理，每個線程去對應(yīng)服務(wù)中抽取數(shù)據(jù)，注意需要在finally語句塊中進(jìn)行countDown()操作。主線程調(diào)用await()阻塞，直到所有數(shù)據(jù)抽取成功，最后主線程再進(jìn)行對數(shù)據(jù)的過濾組裝等，形成直觀的報表。
風(fēng)險評估：客戶端的一個同步請求查詢用戶的風(fēng)險等級，服務(wù)端收到請求后會請求多個子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，然后使用風(fēng)險評估規(guī)則模型進(jìn)行風(fēng)險評估。如果使用單線程去完成這些操作，這個同步請求超時的可能性會很大，因為服務(wù)端請求多個子系統(tǒng)是依次排隊的，請求子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的時間是線性累加的。此時可以使用CountDownLatch，讓多個線程并發(fā)請求多個子系統(tǒng)，當(dāng)獲取到多個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)之后，再進(jìn)行風(fēng)險評估，這樣請求子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的時間就等于最耗時的那個請求的時間，可以大大減少處理時間。
感謝各位的閱讀，以上就是“CountDownLatch的實(shí)現(xiàn)原理是什么”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對CountDownLatch的實(shí)現(xiàn)原理是什么這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！
本文題目：CountDownLatch的實(shí)現(xiàn)原理是什么
文章網(wǎng)址：http://fisionsoft.com.cn/article/pjigii.html
