CountDownLatch理解

　　CountDownLatch使用方法很是簡單，主要就是兩個方法，await()方法和countDown()方法，await()方法會使線程阻塞。countDown()會將線程同步狀態減1，當同步狀態爲0使喚醒線程。

仍是經過源碼來理解這個類。

public CountDownLatch(int count) {
        if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
        this.sync = new Sync(count);
    }

public class CountDownLatch {
    /**
     * Synchronization control For CountDownLatch.
     * Uses AQS state to represent count.
     */
    private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;

        Sync(int count) {
            setState(count);
        }

        int getCount() {
            return getState();
        }

        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }

與重入鎖同樣，也是有一個內部Sync類。從代碼中能夠看出，這個類得初始化須要設置一個大於0得count，這個count用來標記線程的同步狀態。構造方法就很少說了，這裏主要講最重要的await()和countDown()方法。

public void await() throws InterruptedException {
        sync.acquireSharedInterruptibly(1);
    }

public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        if (Thread.interrupted())
　　　　　　　// 判斷線程是否處於阻塞狀態，若是是，拋出異常
            throw new InterruptedException();
        if (tryAcquireShared(arg) < 0)   //內部Sync類中的方法，線程同步狀態爲0，返回1，不然返回-1
            doAcquireSharedInterruptibly(arg);
    }

而後咱們再來看doAcquireSharedInterruptibly(arg)這個方法

private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
        throws InterruptedException {
　　　　　//生成一個共享模式的新節點，而且將這個節點添加到同步隊列的隊尾
        final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
        boolean failed = true;
        try {
            for (;;) {
　　　　　　　　　　//找到這個節點的前一個節點
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head) {
　　　　　　　　　　　　// 若是前一個節點是head節點，也就是說這個節點處於同步隊列的最前面
                    int r = tryAcquireShared(arg);
                    if (r >= 0) {
　　　　　　　　　　　　　　// 查詢線程的同步狀態，若是大於等於0，將這個節點置爲head節點。而且喚醒這個線程
                        setHeadAndPropagate(node, r);
                        p.next = null; // help GC
                        failed = false;
                        return;
                    }
                }
                // 判斷是否須要將當前線程阻塞
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    parkAndCheckInterrupt())
                    throw new InterruptedException();
            }
        } finally {
            if (failed)
                // 若是失敗，將這個節點從同步隊列移除
                cancelAcquire(node);
        }
    }

這裏涉及到了三個方法，setHeadAndPropagate(),shouldPardAfterFailedAcquire()和cancelAcquire()方法，下面一一介紹。不過在這以前先要說一下Node的幾種等待狀態，他方便後面理解代碼。

（1）CANCELLED：值爲1，因爲在同步隊列中等待的線程等待超時或被中斷，須要從同步隊列中取消等待，節點進入該狀態將不會變化

（2）SINGAL：值爲-1，後繼節點的線程處於等待狀態，當前節點若是釋放了同步狀態，將會通知後繼節點，使後繼節點得以運行

（3）CONDITION：值爲-2，節點在等待隊列中（這個在Condition的博客裏會講到），節點線程等待在Condition上，當其餘線程對Condition調用了singal後，該節點會從等待隊列轉移到同步隊列，加入到對同步狀態的獲取中去

（4）PROPAGEATE：值爲-3，表示下一次共享式同步狀態獲取將會無條件被傳播下去

private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
        Node h = head; // Record old head for check below
        // 將這個節點設置爲head節點
　　　　　setHead(node);
        if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
            (h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
            Node s = node.next;
            if (s == null || s.isShared())
                // 喚醒處於同步隊列最前面的線程，這個方法後面再說
                doReleaseShared();
        }
    }

private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
        int ws = pred.waitStatus;
        if (ws == Node.SIGNAL)
            return true;
        if (ws > 0) {
            // 若是等待狀態大於0，也就是處於CANCELLED狀態，這裏的循環是爲了過濾同步狀態中等待狀態爲CANCELLED的節點
            do {
                node.prev = pred = pred.prev;
            } while (pred.waitStatus > 0);
            pred.next = node;
        } else {
            // CAS操做，將前置節點的等待狀態設置爲SIGNAL
            compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
        }
        return false;
    }

private void cancelAcquire(Node node) {
        // Ignore if node doesn't exist
        if (node == null)
            return;

        node.thread = null;
        // 聲明node的前置節點pred
        Node pred = node.prev;
        // 過濾掉同步隊列中等待狀態爲CANCELLED的節點
        while (pred.waitStatus > 0)
            node.prev = pred = pred.prev;
        // 聲明pred的下一個節點predNext
        Node predNext = pred.next;

        node.waitStatus = Node.CANCELLED;

        //若是node爲尾節點，設置pred爲tail節點，而且設置pred的next節點爲null
        if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) {
            compareAndSetNext(pred, predNext, null);
        } else {
            int ws;
            if (pred != head &&
                ((ws = pred.waitStatus) == Node.SIGNAL ||
                 (ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL))) &&
                pred.thread != null) {
                Node next = node.next;
                if (next != null && next.waitStatus <= 0)
                    // 設置node節點的下一個節點爲pred的下一個節點
                    compareAndSetNext(pred, predNext, next);
            } else {
                //喚醒線程
                unparkSuccessor(node);
            }

            node.next = node; // help GC
        }
    }

整個await()方法的全部代碼就是這些。若是認真看源代碼而且仔細梳理的話會發現其實也沒那麼難懂，下面介紹countDown()方法。

public void countDown() {
        sync.releaseShared(1);
    }

public final boolean releaseShared(int arg) {
        //線程同步狀態-1，若是狀態爲0返回true，不然返回false
        if (tryReleaseShared(arg)) {
            doReleaseShared();
            return true;
        }
        return false;
    }

protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
            // Decrement count; signal when transition to zero
            for (;;) {
                int c = getState();
                if (c == 0)
                    return false;
                int nextc = c-1;
                if (compareAndSetState(c, nextc))
                    return nextc == 0;
            }
        }

相信看代碼已經很清楚了，那麼咱們再來看doReleaseShared()這個方法。

private void doReleaseShared() {
        for (;;) {
            Node h = head;
            if (h != null && h != tail) {
                int ws = h.waitStatus;
                if (ws == Node.SIGNAL) {
                    // 若是等待狀態爲SIGNAL，將head節點的等待狀態改成0，若是成功，喚醒線程
                    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
            }
            // 若是執行了unparkSuccessor(h)方法，head節點會變化，這樣下面的h == head就不成立了，就會繼續執行循環
            if (h == head)                   // loop if head changed
                break;
        }
    }

整個CountDownLatch類，我斷斷續續看了幾天纔看完，主要是開始看AQS這個類感受比較繞，就看的不是很認真，比較浮躁。其實若是真正用心，跟着代碼一步一步去走，一步一步去理解也沒那麼難，而後經過debug跟着代碼去走，查看每一步作了什麼，變量，屬性的變化，這樣有助於深入理解代碼。