一、类介绍
java.util.concurrent类CountDownLatch
public class CountDownLatch extends Object
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。给定一个数来初始化CountDownLatch,这个值即需要等待的操作数。当某个线程需要等待一组操作时,通过调用await方法进行阻塞。某个操作完成,通过调用countDown方法使计数器减一。在该计数值到达0之前,调用await()方法的线程会一直等待。之后会释放所有等待的线程,await的后续调用将立即返回。该计数值无法被重置,即只能被初始化一次。
二、使用场景
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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;
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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。
三、使用实例
1.等待者和任务者,一群等待者线程等待一群任务者线程完成任务。使用Countdownlatch控制等待者们等待,直到所有的任务者都完成它们的任务后,等待者才能执行。
package concurrent; import java.util.concurrent.*; import java.util.*; import static net.mindview.util.Print.*; // Performs some portion of a task: class TaskPortion implements Runnable { private static int counter = 0; private final int id = counter++; private static Random rand = new Random(47); private final CountDownLatch latch; TaskPortion(CountDownLatch latch) { this.latch = latch; } public void run() { try { doWork(); latch.countDown(); } catch (InterruptedException ex) { // Acceptable way to exit } } public void doWork() throws InterruptedException { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(rand.nextInt(2000)); print(this + "completed"); } public String toString() { return String.format("%1$-3d ", id); } } // Waits on the CountDownLatch: class WaitingTask implements Runnable { private static int counter = 0; private final int id = counter++; private final CountDownLatch latch; WaitingTask(CountDownLatch latch) { this.latch = latch; } public void run() { try { latch.await(); print("Latch barrier passed for " + this); } catch (InterruptedException ex) { print(this + " interrupted"); } } public String toString() { return String.format("WaitingTask %1$-3d ", id); } } public class CountDownLatchDemo { static final int SIZE = 10; public static void main(String[] args) throws Exception { ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); // All must share a single CountDownLatch object: CountDownLatch latch = new CountDownLatch(SIZE); for (int i = 0; i < 5; i++) exec.execute(new WaitingTask(latch)); /*创建100个任务线程,共享一个count为100的CountDownLatch,每个线程完成任务后执行countdown将count-1,直到count为0时, * 即所有的线程都完成了任务,等待线程才能执行,因此,CountDownLatch可以很方便的等待一组线程完成任务*/ for (int i = 0; i < SIZE; i++) exec.execute(new TaskPortion(latch)); print("Launched all tasks"); exec.shutdown(); // Quit when all tasks complete } } /* (Execute to see output) */// :~
上面的例子中创建了5个等待者线程和10个任务者线程。创建了一个初始值为10的CountdownLatch,5个等待者共享这个CountDownLatch,意思是他们共同等待一些操作,操作的个数为10.在每个操作中调用countDown()。所以10个任务者线程也共享这个CountDownLatch,每个线程完成任务后都调用了countDown,否则等待者们会一直等待。(注意:初始计数值的大小和任务者线程数要相同)
输出:
Launched all tasks 7 completed 8 completed 5 completed 9 completed 0 completed 3 completed 6 completed 4 completed 1 completed 2 completed Latch barrier passed for WaitingTask 0 Latch barrier passed for WaitingTask 2 Latch barrier passed for WaitingTask 4 Latch barrier passed for WaitingTask 1 Latch barrier passed for WaitingTask 3
2.跑步比赛,所有的Player都必须等待听到枪响声后才能起跑。
package concurrent; import java.util.concurrent.CountDownLatch; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; class Player implements Runnable{ private CountDownLatch latch ; public Player(CountDownLatch l) { // TODO Auto-generated constructor stub this.latch = l; } @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub try { latch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " start to run!"); } } class Guner implements Runnable{ private CountDownLatch latch ; public Guner(CountDownLatch latch) { super(); this.latch = latch; } @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub for(int i = 0;i < 3;i++){ System.out.println(3-i); } System.out.println("Bong!"); latch.countDown(); } } public class CountDownLatchTest2 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1); ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); for(int i = 0;i < 8;i++){ exec.execute(new Player(latch)); } exec.execute(new Guner(latch)); } }
输出:
3 2 1 Bong! pool-1-thread-1 start to run! pool-1-thread-3 start to run! pool-1-thread-8 start to run! pool-1-thread-2 start to run! pool-1-thread-4 start to run! pool-1-thread-5 start to run! pool-1-thread-6 start to run! pool-1-thread-7 start to run!
三、重要方法
await public void await() throws InterruptedException 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。 如果当前计数为零,则此方法立即返回。 如果当前计数大于零,则出于线程调度目的,将禁用当前线程,且在发生以下两种情况之一前,该线程将一直处于休眠状态: 由于调用 countDown() 方法,计数到达零;或者 其他某个线程中断当前线程。 如果当前线程: 在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态;或者 在等待时被中断, 则抛出 InterruptedException,并且清除当前线程的已中断状态。 抛出: InterruptedException - 如果当前线程在等待时被中断
await public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException 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。 如果当前计数为零,则此方法立刻返回 true 值。 如果当前计数大于零,则出于线程调度目的,将禁用当前线程,且在发生以下三种情况之一前,该线程将一直处于休眠状态: 由于调用 countDown() 方法,计数到达零;或者 其他某个线程中断当前线程;或者 已超出指定的等待时间。 如果计数到达零,则该方法返回 true 值。 如果当前线程: 在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态;或者 在等待时被中断, 则抛出 InterruptedException,并且清除当前线程的已中断状态。 如果超出了指定的等待时间,则返回值为 false。如果该时间小于等于零,则此方法根本不会等待。 参数: timeout - 要等待的最长时间 unit - timeout 参数的时间单位。 返回: 如果计数到达零,则返回 true;如果在计数到达零之前超过了等待时间,则返回 false 抛出: InterruptedException - 如果当前线程在等待时被中断
countDown public 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。 如果当前计数大于零,则将计数减少。如果新的计数为零,出于线程调度目的,将重新启用所有的等待线程。 如果当前计数等于零,则不发生任何操作。
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