线程工具类 - CountDownLatch(倒计时器)

一、原理

　　CountDownLatch是一个非常实用的多线程控制工具类。Count Down在英文中意为倒计时，Latch意为门闩，可以简单的将CountDownLatch称为倒计时器。门闩的含义是：把门锁起来，不让里面的线程跑出来。因此，这个工具通常用来控制线程等待，它可以让一个线程等待知道倒计时结束，再开始执行。

　　CountDownLatch内部维护着一个count计数，只不过对这个计数器的操作都是原子操作，同时只能有一个线程去操作这个计数器。CountDownLatch通过构造函数传入一个初始计数值，调用者可以通过调用CounDownLatch对象的countDown()方法，来使计数减1；如果调用对象上的await()方法，那么调用者就会一直阻塞在这里，直到别人通过countDown方法，将计数减到0，才可以继续执行。

　　CountDownLatch的一种典型应用场景是火箭发射。在火箭发射前，为了保证万无一失，往往要进行各项设备、仪器的检查。只有等所有的检查完毕后，引擎才能点火。这种场景就非常适合使用CountDownLatch。它可以使得点火线程等待所有检查线程全部完成后再执行。

二、API

主要方法

public CountDownLatch(int count);

　　　　构造方法参数指定了计数的次数

public void countDown();

　　　　当前线程调用此方法，则计数减一

public void await() throws InterruptedException

　　　　调用此方法会一直阻塞当前线程，直到计时器的值为0

三、用法

CountDownLatch的一种典型用法是：

a group of worker threads use two countdown latches(一组工作线程使用两个CountDownLatch)。

Sample usage: a group of worker threads use two countdown latches(一组工作线程使用两个CountDownLatch):

The first is a start signal that prevents any worker from proceeding until the driver is ready for them to proceed;
The second is a completion signal that allows the driver to wait until all workers have completed

下面以一个Demo来说明CountDownLatch的使用。

程序功能：模拟多线程下载，合并线程等到所有下载任务完成便开始合并。

/**

 * CountDownLatch的典型用法2

 * 代码功能：使用多个下载线程实现下载，等到所有任务完成后合并线程开始合并。

 *

 * @author lp

 *

 */

public class CountDownLatchDemo2 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        int N = 8;

        CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);//startSignal控制开始

        CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);//

        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(N + 1);// 8个下载线程，1个合并线程

        // let all threads proceed

        startSignal.countDown();

        // N个下载任务开始执行

        for (int i = 0; i < N; ++i) {

            executor.execute(new DownloadRunnable(startSignal,doneSignal, i));

        }

        // wait for all to finish

        doneSignal.await();//阻塞，直到计数器为0

        // 执行合并任务

        executor.execute(new MergeRunnable());

        executor.shutdown();

    }

}

/**

 * 下载线程

 */

class DownloadRunnable implements Runnable {

    private final CountDownLatch startSignal;

    private final CountDownLatch doneSignal;

    private final int i;

    public DownloadRunnable(CountDownLatch startSignal, CountDownLatch doneSignal, int i) {

        this.startSignal = startSignal;

        this.doneSignal = doneSignal;

        this.i = i;

    }

    public void run() {

        try {

            startSignal.await();//当前线程等待

            doDownload(i);

            doneSignal.countDown();

        } catch (InterruptedException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

    private void doDownload(int i) {

        System.out.println("Thead:" + i + "下载完成");

    }

}

Another typical usage would be to divide a problem into N parts, describe each part with a Runnable that executes that portion and counts down on the latch, and queue all the Runnables to an Executor. When all sub-parts are complete, the coordinating thread will be able to pass through await. (When threads must repeatedly count down in this way, instead use a CyclicBarrier.)

另外一种典型的用法是：将一个问题分解成N部分，用Runnable来描述每一部分任务，每个Runnable执行完后将latch数减1，而且要将所有的Runnable都加入到Executor中。当所有子部分任务完成时，协调线程经过await后能够开始执行。(当线程必须可重复性的倒计时时，请使用CyclicBarrier代替)

/**

 * CountDownLatch的典型用法1

 * 代码功能：模拟多线程下载功能-使用多个下载线程实现下载，等到所有任务完成后合并线程开始合并。

 *

 * @author lp

 *

 */

public class CountDownLatchDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        int N = 8;

        CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);// 计数器从N开始倒数

        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(N + 1);// N个下载线程，1个合并线程

        // N个下载任务开始执行

        for (int i = 0; i < N; ++i) {

            executor.execute(new DownloadRunnable(doneSignal, i));

        }

        // wait for all to finish

        doneSignal.await();//阻塞，直到计数器为0

        // 执行合并任务

        executor.execute(new MergeRunnable());

        executor.shutdown();

    }

}

/**

 * 下载线程

 */

class DownloadRunnable implements Runnable {

    private final CountDownLatch doneSignal;

    private final int i;

    DownloadRunnable(CountDownLatch doneSignal, int i) {

        this.doneSignal = doneSignal;

        this.i = i;

    }

    public void run() {

        doDownload(i);

        doneSignal.countDown();

    }

    private void doDownload(int i) {

        System.out.println("Thead:" + i + "下载完成");

    }

}

/**

 * 合并线程

 */

class MergeRunnable implements Runnable{

    @Override

    public void run() {

        doMerge();

    }

    private void doMerge(){

        System.out.println("合并线程完成合并");

    }

}

巴特西

线程工具类 - CountDownLatch(倒计时器)

一、原理

二、API

三、用法

最新文章

热门文章