Java中的CountDownLatch闭锁详解

Java中的CountDownLatch闭锁

CountDownLatch是对synchronization拓展，允许一个或多个线程等待，直到在其他线程中执行的一组操作完成。

CountDownLatch用给定的计数初始化。

await属于阻塞方法，直到当前计数达到零，由于countDown方法被调用，然后释放所有await等待的线程，并立即返回线程后续的await调用逻辑。

CountDpythonownLatch是一种一次性现象——计数无法重置。

如果需要重新设置计数的版本，可以考虑使用CyclicBarrier。

CountDownLatch是一种通用的同步工具，可以用于多种目的。

初始化一个count为1的CountDownLatch用作一个简单的on/off latch或gate:所有调用wait的线程都在gate处等待，直到它被调用countDown的线程打开。

一个初始化为N的CountDownLatch可以用来让一个线程等待，直到N个线程完成了某个操作，或者某个操作已经完成了N次。

CountDownLatch的一个有用特性是，它不要求调用countDown的线程等待计数达到零才继续，它只是防止任何线程继续等待，直到所有线程都通过。

示例用法:这里有两个类，其中一组工作线程使用两个倒计时锁存器:

第一个是启动信号，它阻止任何worker继续工作，直到驱动程序准备好让它们继续工作;

第二个是一个完成信号，它允许驱动程序等待所有worker完成。

class Driver { // ...
   void main() throws InterruptedException {
     CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);
     CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);
     for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads
       new Thread(new Wowww.devze.comrker(startSignal, doneSignal)).start();
     DOSomethingElse();            // 预备工作逻辑
     startSignal.countDown();      // 让所有Worker开始工作
     doSomethingElse();
     doneSignal.await();           // 等待所有Worker完成自己逻辑
   }
 }
 class Worker implements Runnable {
   private final CountDownLatch startSignal;
   private final CountDownLatch doneSignal;
   Worker(CountDownLatch startSignal, CountDownLatch doneSignal) {
     this.startSignal = startSignal;
     this.doneSignal = doneSignal;
   }
   public void run() {
     try {
       startSignal.await();
       doWork();
       doneSignal.countDown();
     } catch (InterruptedException ex) {} // return;
   }
   void doWork() { ... }
 }

另一种典型的用法是将一个问题分成N个部分，用一个Runnable描述每个部分，该Runnable执行该部分并在锁存器上计数，然后将所有Runnables排队到一个执行器。当所有子部件都完成时，协调线程将能够通过并等待。(当线程必须以这种方式重复倒数时，使用CyclicBarrier。)

class Driver2 { // ...
   void main() throws InterruptedException {
     CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);
     Executor e = ...
     for (int i = 0; i < N; ++i) // 创建和开启线程
       e.execute(new WorkerRunnable(doneSignal, i));
     doneSignal.await();           // 等待所有Worker完成逻辑操作
   }
 }
 class WorkerRunnable implements Runnable {
   private final CountDownLatch doneSignal;
   private final int i;
   WorkerRunnable(CountDownLatch doneSignal, int i) {
     this.doneSignal = doneSignal;
     this.i = i;
   }
   public void run() {
     try {
       doWork(i);
       doneSigna编程客栈l.countDown();
     } catch (InterruptedException ex) {} // return;
   }
   void doWork() { ... }
 }

内存一致性效应:在计数达到零之前，在另一个线程中调用countDown()之前的动作发生——在从相应的await()成功返回之后的动作发生之前。

CountDownLatch底层通过内部类Sync继承AbstractQueuedSynchronizer类；

计数器字段使用python内存语义volatile修饰，private volatile int state;

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