Java併發工具類（閉鎖CountDownLatch）

併發工具類系列：

Java併發工具類（閉鎖CountDownLatch）

Java併發工具類（柵欄CyclicBarrier）

Java併發工具類（信號量Semaphore）

閉鎖是一種同步工具類，能夠延遲線程的進度直到其到達終止狀態。

CountDownLatch是一種靈活的閉鎖實現，它能夠使一個或者多個線程等待一組事件的發生。

閉鎖狀態包含一個計數器，該計數器被初始化爲一個正數，表示須要等待的事件數量。countDown方法遞減計數器，表示已經有一個事件已經發生了。而await方法等待計數器達到0，這表示全部須要等待的事件都已經發生。若是計數器的值非0，那麼await會一直阻塞直到計數器爲0，或者等待中的線程中斷或者超時。 下面，咱們以經典的運動員賽跑舉例：

咱們在這裏設置了兩個門，一個是開始門，一個是結束門。

• 開始門： 全部運動員處於準備狀態，等待教練的槍聲。這時候運動員爲n個，槍響只須要一聲，等待的這一聲槍響到了，開始門也就打開了，全部運動員開始跑。
• 結束門： 教練等待全部運動員，當最後一個運動員也衝破底線，教練才能宣佈全部人到達終點，這時候是教練等待n個運動員，直到n爲0。

下面咱們根據具體的代碼來演示CountDownLatch的用法：

package concurrency;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

class Runner implements Runnable {
    private static int counter = 0;
    private final int id = counter++;
    private static Random rand= new Random(47);
    private final CountDownLatch start_latch;
    private final CountDownLatch end_latch;

    public Runner(CountDownLatch start_latch, CountDownLatch end_latch) {
        this.start_latch = start_latch;
        this.end_latch = end_latch;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            start_latch.await();  //全部運動員都在準備狀態中，等待教練釋放開始門
            try {
                doWork();  //每一個人跑步的時間不一樣
                end_latch.countDow n();  //跑完後，告訴教練跑完了
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("Interrupted Runner" + id);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("Interrupted Runner" + id);
        }
    }

    public void doWork() throws InterruptedException {
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(rand.nextInt(2000));
        System.out.println(this + "completed");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return String.format("%1$-3d", id);
    }
}

class Coach implements Runnable {
    private final CountDownLatch start_latch;
    private final CountDownLatch end_latch;

    public Coach(CountDownLatch start_latch, CountDownLatch end_latch) {
        this.start_latch = start_latch;
        this.end_latch = end_latch;
    }

    @Override
    public void run() {
        start_latch.countDown();  //教練釋放了開始門，運動員們都開始跑
        System.out.println("Coach say: Ready!!!! Go!!!!");
        try {
            end_latch.await();  //當結束門的count down減爲0時，教練宣佈全部人都跑完了。
            System.out.println("All runner passed the end point");
        } catch (InterruptedException ex) {
            System.out.println(this + " interrupted");
        }
    }
}

public class TestRunner {
    private static final int SIZE = 10;
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
        CountDownLatch startGate = new CountDownLatch(1);
        CountDownLatch endGate = new CountDownLatch(SIZE);
        for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
            exec.execute(new Runner(startGate, endGate));
        }
        exec.execute(new Coach(startGate, endGate));
        exec.shutdown();
    }
}
複製代碼

CountDownLatch強調的是一個線程（或多個）須要等待另外的n個線程幹完某件事情以後才能繼續執行。 上述例子，Coach線程是裁判，10個Runner是跑步的。運動員先準備，裁判喊跑，運動員纔開始跑（這是第一次同步，對應startGate）。10我的誰跑到終點了，countdown一下，直到10我的所有到達，裁判喊停（這是第二次同步，對應endGate）。 最後運行結果以下：

Coach say: Ready!!!! Go!!!! 7 completed 9 completed 5 completed 8 completed 2 completed 0 completed 6 completed 4 completed 1 completed 3 completed All runner passed the end point