countdownlatch(閉鎖)是一個很有用的工具類，利用它我們可以攔截一個或多個線程使其在某個條件成熟后再執(zhí)行。它的內(nèi)部提供了一個計數(shù)器，在構(gòu)造閉鎖時必須指定計數(shù)器的初始值，且計數(shù)器的初始值必須大于0。另外它還提供了一個countdown方法來操作計數(shù)器的值，每調(diào)用一次countdown方法計數(shù)器都會減1，直到計數(shù)器的值減為0時就代表條件已成熟，所有因調(diào)用await方法而阻塞的線程都會被喚醒。這就是countdownlatch的內(nèi)部機制，看起來很簡單，無非就是阻塞一部分線程讓其在達到某個條件之后再執(zhí)行。但是countdownlatch的應(yīng)用場景卻比較廣泛，只要你腦洞夠大利用它就可以玩出各種花樣。最常見的一個應(yīng)用場景是開啟多個線程同時執(zhí)行某個任務(wù)，等到所有任務(wù)都執(zhí)行完再統(tǒng)計匯總結(jié)果。下圖動態(tài)演示了閉鎖阻塞線程的整個過程。
上圖演示了有5個線程因調(diào)用await方法而被阻塞，它們需要等待計數(shù)器的值減為0才能繼續(xù)執(zhí)行。計數(shù)器的初始值在構(gòu)造閉鎖時被指定，后面隨著每次countdown方法的調(diào)用而減1。下面代碼貼出了countdownlatch的構(gòu)造方法。
|
1
2
3
4
5
|
//構(gòu)造器public countdownlatch(int count) { if (count < 0) throw new illegalargumentexception("count < 0"); this.sync = new sync(count); } |
countdownlatch只有一個帶參構(gòu)造器，必須傳入一個大于0的值作為計數(shù)器初始值，否則會報錯。可以看到在構(gòu)造方法中只是去new了一個sync對象并賦值給成員變量sync。和其他同步工具類一樣，countdownlatch的實現(xiàn)依賴于aqs，它是aqs共享模式下的一個應(yīng)用。countdownlatch實現(xiàn)了一個內(nèi)部類sync并用它去繼承aqs，這樣就能使用aqs提供的大部分方法了。下面我們就來看一下sync內(nèi)部類的代碼。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
|
//同步器private static final class sync extends abstractqueuedsynchronizer { //構(gòu)造器 sync(int count) { setstate(count); } //獲取當(dāng)前同步狀態(tài) int getcount() { return getstate(); } //嘗試獲取鎖 //返回負數(shù)：表示當(dāng)前線程獲取失敗 //返回零值：表示當(dāng)前線程獲取成功, 但是后繼線程不能再獲取了 //返回正數(shù)：表示當(dāng)前線程獲取成功, 并且后繼線程同樣可以獲取成功 protected int tryacquireshared(int acquires) { return (getstate() == 0) ? 1 : -1; } //嘗試釋放鎖 protected boolean tryreleaseshared(int releases) { for (;;) { //獲取同步狀態(tài) int c = getstate(); //如果同步狀態(tài)為0, 則不能再釋放了 if (c == 0) { return false; } //否則的話就將同步狀態(tài)減1 int nextc = c-1; //使用cas方式更新同步狀態(tài) if (compareandsetstate(c, nextc)) { return nextc == 0; } } }} |
可以看到sync的構(gòu)造方法會將同步狀態(tài)的值設(shè)置為傳入的參數(shù)值。之后每次調(diào)用countdown方法都會將同步狀態(tài)的值減1，這也就是計數(shù)器的實現(xiàn)原理。在平時使用countdownlatch工具類時最常用的兩個方法就是await方法和countdown方法。調(diào)用await方法會阻塞當(dāng)前線程直到計數(shù)器為0，調(diào)用countdown方法會將計數(shù)器的值減1直到減為0。下面我們來看一下await方法是怎樣調(diào)用的。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
|
//導(dǎo)致當(dāng)前線程等待, 直到門閂減少到0, 或者線程被打斷public void await() throws interruptedexception { //以響應(yīng)線程中斷方式獲取 sync.acquiresharedinterruptibly(1);}//以可中斷模式獲取鎖(共享模式)public final void acquiresharedinterruptibly(int arg) throws interruptedexception { //首先判斷線程是否中斷, 如果是則拋出異常 if (thread.interrupted()) { throw new interruptedexception(); } //1.嘗試去獲取鎖 if (tryacquireshared(arg) < 0) { //2. 如果獲取失敗則進人該方法 doacquiresharedinterruptibly(arg); }} |
當(dāng)線程調(diào)用await方法時其實是調(diào)用到了aqs的acquiresharedinterruptibly方法，該方法是以響應(yīng)線程中斷的方式來獲取鎖的，上面同樣貼出了該方法的代碼。我們可以看到在acquiresharedinterruptibly方法首先會去調(diào)用tryacquireshared方法嘗試獲取鎖。我們看到sync里面重寫的tryacquireshared方法的邏輯，方法的實現(xiàn)邏輯很簡單，就是判斷當(dāng)前同步狀態(tài)是否為0，如果為0則返回1表明可以獲取鎖，否則返回-1表示不能獲取鎖。如果tryacquireshared方法返回1則線程能夠不必等待而繼續(xù)執(zhí)行，如果返回-1那么后續(xù)就會去調(diào)用doacquiresharedinterruptibly方法讓線程進入到同步隊列里面等待。這就是調(diào)用await方法會阻塞當(dāng)前線程的原理，下面看看countdown方法是怎樣將阻塞的線程喚醒的。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
|
//減少門閂的方法public void countdown() { sync.releaseshared(1);}//釋放鎖的操作(共享模式)public final boolean releaseshared(int arg) { //1.嘗試去釋放鎖 if (tryreleaseshared(arg)) { //2.如果釋放成功就喚醒其他線程 doreleaseshared(); return true; } return false;} |
可以看到countdown方法里面調(diào)用了releaseshared方法，該方法同樣是aqs里面的方法，我們在上面也貼出了它的代碼。releaseshared方法里面首先是調(diào)用tryreleaseshared方法嘗試釋放鎖，tryreleaseshared方法在aqs里面是一個抽象方法，它的具體實現(xiàn)邏輯在子類sync類里面，我們在上面貼出的sync類代碼里可以找到該方法。tryreleaseshared方法如果返回true表示釋放成功，返回false表示釋放失敗，只有當(dāng)將同步狀態(tài)減1后該同步狀態(tài)恰好為0時才會返回true，其他情況都是返回false。那么當(dāng)tryreleaseshared返回true之后就會馬上調(diào)用doreleaseshared方法去喚醒同步隊列的所有線程。這樣就解釋了為什么最后一次調(diào)用countdown方法將計數(shù)器減為0后就會喚醒所有被阻塞的線程。countdownlatch基本的原理大致就是這些，下面我們看一個它的使用示例。
應(yīng)用場景：在玩歡樂斗地主時必須等待三個玩家都到齊才可以進行發(fā)牌。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
|
public class player extends thread { private static int count = 1; private final int id = count++; private countdownlatch latch; public player(countdownlatch latch) { this.latch = latch; } @override public void run() { system.out.println("【玩家" + id + "】已入場"); latch.countdown(); } public static void main(string[] args) throws interruptedexception { countdownlatch latch = new countdownlatch(3); system.out.println("牌局開始, 等待玩家入場..."); new player(latch).start(); new player(latch).start(); new player(latch).start(); latch.await(); system.out.println("玩家已到齊, 開始發(fā)牌..."); } } |
運行結(jié)果顯示發(fā)牌操作一定是在所有玩家都入場后才進行。我們將23行的latch.await()注釋掉，對比下看看結(jié)果。
可以看到在注釋掉latch.await()這行之后，就不能保證在所有玩家入場后才開始發(fā)牌了。
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持服務(wù)器之家。
原文鏈接：http://www.cnblogs.com/liuyun1995/p/8528988.html
