寫在前面

　　CountDownLatch所描述的是”在完成一組正在其他線程中執行的操作之前，它允許一個或多個線程一直等待“：用給定的計數 初始化 CountDownLatch。由于調用了 countDown() 方法，所以在當前計數到達零之前，await 方法會一直受阻塞。之后，會釋放所有等待的線程，await 的所有后續調用都將立即返回。CountDownLatch的本質也是一個"共享鎖"

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CountDownLatch(int count) 構造一個用給定計數初始化的 CountDownLatch。// 使當前線程在鎖存器倒計數至零之前一直等待，除非線程被中斷。 void await() // 使當前線程在鎖存器倒計數至零之前一直等待，除非線程被中斷或超出了指定的等待時間。 boolean await(long timeout, TimeUnit unit) // 遞減鎖存器的計數，如果計數到達零，則釋放所有等待的線程。 void countDown() // 返回當前計數。 long getCount() // 返回標識此鎖存器及其狀態的字符串。 String toString()

　　CountDownLatch是通過一個計數器來實現的，當我們在new 一個CountDownLatch對象的時候需要帶入該計數器值，該值就表示了線程的數量。每當一個線程完成自己的任務后，計數器的值就會減1。當計數器的值變為0時，就表示所有的線程均已經完成了任務，然后就可以恢復等待的線程繼續執行了。

　　雖然，CountDownlatch與CyclicBarrier（后續會接受。另外一并發工具類）區別：

CountDownLatch的作用是允許1或N個線程等待其他線程完成執行；而CyclicBarrier則是允許N個線程相互等待

CountDownLatch的計數器無法被重置；CyclicBarrier的計數器可以被重置后使用，因此它被稱為是循環的barrier

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實現分析

　　通過上面的結構圖我們可以看到，CountDownLatch內部依賴Sync實現，而Sync繼承AQS。CountDownLatch僅提供了一個構造方法：

　　CountDownLatch(int count) ： 構造一個用給定計數初始化的 CountDownLatch

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

　　sync為CountDownLatch的一個內部類，其定義如下：

private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;Sync(int count) {setState(count);}//獲取同步狀態int getCount() {return getState();}//獲取同步狀態protected int tryAcquireShared(int acquires) {return (getState() == 0) ? 1 : -1;}//釋放同步狀態protected boolean tryReleaseShared(int releases) {for (;;) {int c = getState();if (c == 0)return false;int nextc = c-1;if (compareAndSetState(c, nextc))return nextc == 0;}}}

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?　　通過這個內部類Sync我們可以清楚地看到CountDownLatch是采用共享鎖來實現的。

　　CountDownLatch提供await()方法來使當前線程在鎖存器倒計數至零之前一直等待，除非線程被中斷，定義如下：

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

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?　　await其內部使用AQS的acquireSharedInterruptibly(int arg)：

public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();if (tryAcquireShared(arg) < 0)doAcquireSharedInterruptibly(arg);}

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?　　在內部類Sync中重寫了tryAcquireShared(int arg)方法：

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

　　getState()獲取同步狀態，其值等于計數器的值，從這里我們可以看到如果計數器值不等于0，則會調用doAcquireSharedInterruptibly(int arg)，該方法為一個自旋方法會嘗試一直去獲取同步狀態：

private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)throws InterruptedException {final Node node = addWaiter(Node.SHARED);boolean failed = true;try {for (;;) {final Node p = node.predecessor();if (p == head) {/*** 對于CountDownLatch而言，如果計數器值不等于0，那么r 會一直小于0*/int r = tryAcquireShared(arg);if (r >= 0) {setHeadAndPropagate(node, r);p.next = null; // help GCfailed = false;return;}}//等待if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&parkAndCheckInterrupt())throw new InterruptedException();}} finally {if (failed)cancelAcquire(node);}}

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?　　CountDownLatch提供countDown() 方法遞減鎖存器的計數，如果計數到達零，則釋放所有等待的線程。

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

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　　?內部調用AQS的releaseShared(int arg)方法來釋放共享鎖同步狀態：

public final boolean releaseShared(int arg) {if (tryReleaseShared(arg)) {doReleaseShared();return true;}return false;}

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?　　tryReleaseShared(int arg)方法被CountDownLatch的內部類Sync重寫：

protected boolean tryReleaseShared(int releases) {for (;;) {//獲取鎖狀態int c = getState();//c == 0 直接返回，釋放鎖成功if (c == 0)return false;//計算新“鎖計數器”int nextc = c-1;//更新鎖狀態（計數器）if (compareAndSetState(c, nextc))return nextc == 0;}}

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總結

　　CountDownLatch內部通過共享鎖實現。在創建CountDownLatch實例時，需要傳遞一個int型的參數：count，該參數為計數器的初始值，也可以理解為該共享鎖可以獲取的總次數。當某個線程調用await()方法，程序首先判斷count的值是否為0，如果不會0的話則會一直等待直到為0為止。當其他線程調用countDown()方法時，則執行釋放共享鎖狀態，使count值 - 1。當在創建CountDownLatch時初始化的count參數，必須要有count線程調用countDown方法才會使計數器count等于0，鎖才會釋放，前面等待的線程才會繼續運行。注意CountDownLatch不能回滾重置。

應用示例

示例仍然使用開會案例。老板進入會議室等待5個人全部到達會議室才會開會。所以這里有兩個線程老板等待開會線程、員工到達會議室：

public class CountDownLatchTest {private volatile static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);/*** Boss線程，等待員工到達開會*/static class BossThread extends Thread{BossThread(String name){super(name);}@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":Boss在會議室等待，總共有" + countDownLatch.getCount() + "個人開會...");try {//Boss等待 countDownLatch.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":所有人都已經到齊了，開會吧...");}}//員工到達會議室static class EmpleoyeeThread extends Thread{@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "，到達會議室....");//員工到達會議室 count - 1 countDownLatch.countDown();}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException{//Boss線程啟動new BossThread("張總").start();new BossThread("李總").start();new BossThread("王總").start();Thread.sleep(1000);for(int i = 0 ; i < 5 ; i++){new EmpleoyeeThread().start();}} } 張總:Boss在會議室等待，總共有5個人開會... 李總:Boss在會議室等待，總共有5個人開會... 王總:Boss在會議室等待，總共有5個人開會... Thread-0，到達會議室.... Thread-1，到達會議室.... Thread-2，到達會議室.... Thread-3，到達會議室.... Thread-4，到達會議室.... 張總:所有人都已經到齊了，開會吧... 王總:所有人都已經到齊了，開會吧... 李總:所有人都已經到齊了，開會吧...

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轉載于:https://www.cnblogs.com/chihirotan/p/8526692.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的j.u.c系列（08）---之并发工具类：CountDownLatch的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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