java 多线程之CountDownLatch
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2024-03-13 20:54:52
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介绍
- CountDownLatch是一个同步工具类,它允许一个或多个线程一直等待直到其他线程执行完毕才开始执行。
- 用给定的计数初始化CountDownLatch,其含义是需要等待多少个线程次数执行完再开始执行。
- 不论哪个线程,只要每次调用CountDown(),其计数都会减1,即需要等待的执行次数减1.
主程序执行到await()函数会进入阻塞状态(等待),等待线程的执行,直到计数为0,恢复正常态。
实现原理
CountDownLatch是通过一个计数器来实现的,计数器的初始化值为需要等待的线程执行次数。每当一个线程完成了自己的任务后,计数器的值就相应的减1。当计数器到达0时,表示所有的线程都已完成任务,然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务(继续执行任务)。
说明
- CountDownLatch end = new CountDownLatch(N);
- 表示构建一个为N的计数器,也即闭锁需要等待的线程数量
- end.await() 能够阻塞当前线程的执行,直到调用N次countDown()之后,被阻塞的线程才继续执行
- end.countDown():可以在多个线程中调用 ,表示递减锁存器的计数,如果计数到达零,则释放被阻塞的线程
- getCount():获取锁存器的计数值
示例-1
package cc.kgc.controller;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class CountDownLatchTest {
private static final int RUNNER_COUNT = 10;//参赛人数
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final CountDownLatch begin = new CountDownLatch(3);//初始化等待数量 1
final CountDownLatch end = new CountDownLatch(RUNNER_COUNT);//初始化等待数量 10
final ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(1);//创建可重用的线程池-10个线程
for (int i = 0; i < RUNNER_COUNT; i++) {
int NO = i + 1;
//定义需执行的线程任务
Runnable run = new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep((long)(Math.random() * 1000));//睡眠1s
System.out.println("No." + NO + " arrived");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
begin.countDown();
// System.out.println(begin.getCount());
}
}
};
exec.submit(run);//执行任务
}
System.out.println("Game Start ...");
begin.await();//主线程执行到此处进入阻塞,等待其它线程(子线程)执行完毕
// end.await();
// end.await(30, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("Game Over.");//其它线程执行完毕,主线程继续执行
exec.shutdown();
}
}
我们可以修改当前线程池中的数量,然后执行,其结果都类似于下面,也就是说,3次线程任务执行完以后,被阻塞的线程才得以释放。
示例-2
package cc.kgc.controller;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class CountDownLatchTest {
private static final int RUNNER_COUNT = 10;//参赛人数
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final CountDownLatch begin = new CountDownLatch(3);//初始化等待数量 1
final CountDownLatch end = new CountDownLatch(RUNNER_COUNT);//初始化等待数量 10
final ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(10);//创建可重用的线程池-10个线程
for (int i = 0; i < RUNNER_COUNT; i++) {
int NO = i + 1;
//定义需执行的线程任务
Runnable run = new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep((long)(Math.random() * 1000));//睡眠1s
System.out.println("No." + NO + " arrived");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
begin.countDown();
// System.out.println(begin.getCount());
}
}
};
exec.submit(run);//执行任务
}
System.out.println("Game Start ...");
// begin.await();//主线程执行到此处进入阻塞,等待其它线程(子线程)执行完毕
end.await();
// end.await(30, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("Game Over.");//其它线程执行完毕,主线程继续执行
exec.shutdown();
}
}
我们发现,当基于计数器的await()方法被调用时,当前主线程一直被阻塞,等待计数器的归零。只有等到计数器归零的一刻,被阻塞的线程才继续执行,否则一直处于等待状态。注意,调用次数是基于计数器而言的,比如这里的end.await()针对的就是end计数器,每次递减需通过end.countDown()。
线程池-shutdown方法
shutdown只是将线程池的状态设置为SHUTWDOWN状态,正在执行的任务会继续执行下去,没有被执行的则中断。而shutdownNow则是将线程池的状态设置为STOP,正在执行的任务会被停止,没被执行任务的则返回。
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