CountDownLatch类的使用
CountDownLatch介绍
JDk1.5提供了一个非常有用的包,Concurrent包,这个包主要用来操作一些并发操作,提供一些并发类,可以方便在项目当中傻瓜式应用。
JDK1.5以前,使用并发操作,都是通过Thread,Runnable来操作多线程;但是在JDK1.5之后,提供了非常方便的线程池(ThreadExecutorPool),主要代码由大牛Doug Lea完成,其实是在jdk1.4时代,由于java语言内置对多线程编程的支持比较基础和有限,所以他写了这个,因为实在太过于优秀,所以被加入到jdk之中。而本文要介绍的是Concurrent包下的CountDownLatch类。
CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下,利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A,它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行,此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。CountDownLatch是通过一个计数器来实现的,计数器的初始值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后,计数器的值就会减1。当计数器值到达0时,它表示所有的线程已经完成了任务,然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务。
构造器中的计数值(count)实际上就是闭锁需要等待的线程数量。这个值只能被设置一次,而且CountDownLatch没有提供任何机制去重新设置这个计数值。
与CountDownLatch的第一次交互是主线程等待其他线程。主线程必须在启动其他线程后立即调用CountDownLatch.await()方法。这样主线程的操作就会在这个方法上阻塞,直到其他线程完成各自的任务。
其他N个线程必须引用闭锁对象,因为他们需要通知CountDownLatch对象,他们已经完成了各自的任务。这种通知机制是通过 CountDownLatch.countDown()方法来完成的;每调用一次这个方法,在构造函数中初始化的count值就减1。所以当N个线程都调用了这个方法,count的值等于0,然后主线程就能通过await()方法,恢复执行自己的任务。
CountDownLatch代码示例
我们来用一个例子演示CountDownLatch的使用,在这个例子中,我们来模拟一个危险品化工车监控中心。它开始时启动了n个线程,这些线程将检查调度站的化工车辆是否可以发车,并通知闭锁,并且启动类一直在闭锁上等待着。一旦验证和检查了所有调度站的化工车辆可以正常发车,那么启动类就会恢复执行。
DangerCenter 类,这个类是一个Runnable,负责所有调度站的化工车辆检查,属于是一个监控中心。代码如下:
package org.zero01.zk.countdown;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
/**
* 抽象类,用于演示 危险品化工车监控中心 统一检查
*/
public abstract class DangerCenter implements Runnable {
private CountDownLatch countDown; // 计数器
private String station; // 调度站
private boolean ok; // 调度站针对当前自己的站点进行检查,是否检查ok的标志
public DangerCenter(CountDownLatch countDown, String station) {
this.countDown = countDown;
this.station = station;
this.ok = false;
}
public void run() {
try {
check();
ok = true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
ok = false;
} finally {
if (countDown != null) {
countDown.countDown();
}
}
}
/**
* 检查危化品车
* 蒸罐
* 汽油
* 轮胎
* gps
* ...
*/
public abstract void check();
public CountDownLatch getCountDown() {
return countDown;
}
public void setCountDown(CountDownLatch countDown) {
this.countDown = countDown;
}
public String getStation() {
return station;
}
public void setStation(String station) {
this.station = station;
}
public boolean isOk() {
return ok;
}
public void setOk(boolean ok) {
this.ok = ok;
}
}
StationBeijing类,该类作为一个调度站,这个类继承了DangerCenter,实现了check()方法,每个调度站都各自检查自己的车辆。代码如下:
package org.zero01.zk.countdown;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class StationBeijing extends DangerCenter {
public StationBeijing(CountDownLatch countDown) {
super(countDown, "北京调度站");
}
@Override
public void check() {
System.out.println("正在检查 [" + this.getStation() + "]...");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("检查 [" + this.getStation() + "] 完毕,可以发车~");
}
}
StationShandongChangchuan和StationJiangsuSanling除了调度站名称和休眠时间外,与StationBeijing 是一样的,所以在此略过。
CheckStartUp 类,这个类是一个主启动类,它负责初始化闭锁,然后等待,直到所有调度站的车辆都被检测完成。代码如下:
package org.zero01.zk.countdown;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;
public class CheckStartUp {
private static List<DangerCenter> stationList;
private static CountDownLatch countDown;
public CheckStartUp() {
}
public static boolean checkAllStations() throws Exception {
// 初始化3个调度站
countDown = new CountDownLatch(3);
// 把所有站点添加进list
stationList = new ArrayList<DangerCenter>();
stationList.add(new StationBeijing(countDown));
stationList.add(new StationJiangsuSanling(countDown));
stationList.add(new StationShandongChangchuan(countDown));
// 使用线程池
Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(stationList.size());
for (DangerCenter center : stationList) {
executor.execute(center);
}
// 等待线程执行完毕
countDown.await();
for (DangerCenter center : stationList) {
if (!center.isOk()) {
return false;
}
}
return true;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
boolean result = CheckStartUp.checkAllStations();
System.out.println("监控中心针对所有危化品调度站点的检查结果为:" + result);
}
}
运行 CheckStartUp 类,控制台打印结果如下:
正在检查 [北京调度站]...
正在检查 [山东长川调度站]...
正在检查 [江苏三林调度站]...
检查 [山东长川调度站] 完毕,可以发车~
检查 [江苏三林调度站] 完毕,可以发车~
检查 [北京调度站] 完毕,可以发车~
监控中心针对所有危化品调度站点的检查结果为:true
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