CountDownLatch的介绍和使用

本文介绍了 Java 并发库中 CountDownLatch 类的作用与使用方法。通过一个具体的代码示例,展示了如何利用 CountDownLatch 控制线程的等待与继续执行,特别适用于需要等待一组操作完成的场景。
1、类介绍
java.util.concurrent
类 CountDownLatch
java.lang.Object
java.util.concurrent.CountDownLatch

2、CountDownLatch作用
个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。意思就是说,有一个工厂老板,可以安排
CountDownLatch去监视所有工人工作,等到所有工人都做完了,工厂老板才会可以离开

2、CountDownLatch使用代码
 /**
     * Announce all seeds from configured source to SeedListeners 
     * (including nonseed lines mixed in). 
     * @see org.archive.modules.seeds.SeedModule#announceSeeds()
     */
    public void announceSeeds() {
        if(getBlockAwaitingSeedLines()>-1) { //如果不是需要全部导入种子
            final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(getBlockAwaitingSeedLines());
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    announceSeeds(latch); 
                    while(latch.getCount()>0) {
                        latch.countDown();
                    }
                }
            }.start();
            try {
                latch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                // do nothing
            } 
        } else {
            announceSeeds(null); 
        }
    }

上面代码的意思是说:

 /**
     * Announce all seeds (and nonseed possible-directive lines) from
     * the given Reader
     * @param reader source of seed/directive lines
     * @param latchOrNull if non-null, sent countDown after each line, allowing 
     * another thread to proceed after a configurable number of lines processed
     */
    protected void announceSeedsFromReader(BufferedReader reader, CountDownLatch latchOrNull) {
        String s;
        /**
         * 获取迭代器,什么的迭代器呢?文本文件一行一行读取的迭代器,这个迭代器考虑了注释以#号开始
         * 还考虑了空白行,使用正则表达式去处理的,^\\s*[\\S]+\\s*(#.*)?$
         * 注释行:\\s*(#.*)?
         * */
        Iterator<String> iter = 
            new RegexLineIterator(
                    new LineReadingIterator(reader),
                    RegexLineIterator.COMMENT_LINE,
                    RegexLineIterator.NONWHITESPACE_ENTRY_TRAILING_COMMENT,
                    RegexLineIterator.ENTRY);

        int count = 0; 
        while (iter.hasNext()) {
            s = (String) iter.next();
            if(Character.isLetterOrDigit(s.charAt(0))) {
                // consider a likely URI
                seedLine(s);
                count++;
                if(count%20000==0) {
                    System.runFinalization();
                }
            } else {
                // report just in case it's a useful directive
                nonseedLine(s);
            }
            if(latchOrNull!=null) {
                latchOrNull.countDown(); 
            }
        }
        publishConcludedSeedBatch(); 
    }
    


<think>首先,用户的问题是:“我想了解Java中CyclicBarrierCountdownLatch的区别”。系统指令要求我使用中文回答,并确保所有行内数学表达式使用$...$格式,独立公式用$$...$$格式,但在这个问题中没有数学内容,所以我可以忽略那些部分。 关键点是:用户提供了多个引用,这些是关于CyclicBarrierCountDownLatch的区别的。我需要参考这些引用来构建回答,但不能直接复制粘贴;我要用自己的话解释并确保回答真实可靠。 回顾引用: - 引用[1]:CyclicBarrier用于多个线程相互等待到屏障点,可重用;CountDownLatch用于线程等待其他线程完成任务。 - 引用[2]:CountDownLatch的动作实施者是主线程(计数为0时主线程继续),CyclicBarrier的动作实施者是其他线程(所有线程到达屏障点后它们自己继续)。 - 引用[3]:CountDownLatch等待一组线程完成,CyclicBarrier一组线程相互等待。 - 引用[4]:CyclicBarrier的await()阻塞直到所有线程调用,然后所有线程释放。 用户还提到“参考站内引用”,意思是这些引用是站内提供的,我需要参考它们,但回答要基于上次问题上下文。用户的问题是独立的,没有显示上次问题,所以我只针对当前问题回答。 系统指令要求生成相关问题,所以在回答末尾添加相关问题。 结构回答: 1. **清晰介绍**:先简述两个工具是什么。 2. **详细区别**:基于引用,解释关键区别: - 用途:CountDownLatch用于等待其他线程完成任务;CyclicBarrier用于线程间相互等待到某个点。 - 动作实施者:如引用[2],CountDownLatch计数到0时,主线程继续;CyclicBarrier所有线程到达后,所有线程继续。 - 重用性:CyclicBarrier可重用(循环),CountDownLatch是一次性的。 - 计数方式:CountDownLatch是计数递减,计数到0触发;CyclicBarrier是计数递增到指定数量触发。 3. **应用场景**:给出例子,如CountDownLatch用于主线程等待多个线程初始化完成;CyclicBarrier用于分阶段的任务执行。 4. **总结**:宏观对比。 确保语言流畅、中文。 最后,添加相关问题,指令说“生成相关问题”,所以我需要在末尾列出几个相关问题,about the topic. 相关问题例子: 1. 如何在实际代码中使用CyclicBarrier实现线程同步? 2. CountDownLatch有哪些常见的使用场景? 3. CyclicBarrierCountDownLatch在性能方面有什么不同? 4. Java中还有哪些同步工具类? 回答结构: - 开头:直接回答问题。 - 主体:分点解释区别。 - 结尾:简要总结,并添加相关问题。 引用标识:指令说“回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识”,例如[^1]。我需要引用时添加引用标识。既然用户提供了引用,我在解释时可以参考,并在相关部分添加标识。 例如,如果我提到“动作实施者”,可以添加[^2]。 但不要过度引用;自然地融入。 最终回答用中文。 </think>### Java中CyclicBarrierCountDownLatch的区别 在Java多线程编程中,`CyclicBarrier``CountDownLatch`都是同步辅助工具类,用于协调线程执行顺序,但它们在设计目的、使用方式、重用性触发机制上存在显著差异。下面我将基于核心区别点逐步解释,确保内容简洁明了。 #### 1. **基本用途设计目标** - **CountDownLatch**: - 主要用于让一个或多个线程(通常是主线程)等待其他一组线程完成任务。例如,主线程启动若干个工作线程后,使用`CountDownLatch`等待所有工作线程完成后再继续执行下一步操作。 - 它基于一个计数器(初始值为指定数量),每有一个线程完成任务,计数器递减(调用`countDown()`方法),当计数器达到0时,等待的线程被唤醒。 - 应用场景:等待资源初始化、并行任务完成后汇总结果等。例如,服务器启动时,主线程等待所有服务线程初始化完毕[^1][^3]。 - **CyclicBarrier**: - 用于让多个线程相互等待到一个公共屏障点(barrier point),然后所有线程同时开始执行下一阶段任务。线程在屏障点调用`await()`方法后阻塞,直到所有参与线程都到达屏障点,屏障“打开”,所有线程继续执行。 - 它是循环可重用的:屏障打开后,计数器重置,可以再次用于下一轮任务阶段。 - 应用场景:分阶段执行的并行计算任务,如多线程数据处理中每个阶段需要所有线程同步[^1][^4]。 #### 2. **关键区别点** - **动作实施者不同**: - 在`CountDownLatch`中,当计数器减至0时,“动作实施者”是等待线程(通常是主线程),它被唤醒并继续执行。例如,主线程调用`await()`等待子线程完成计数[^2]。 - 在`CyclicBarrier`中,当所有线程到达屏障点时,“动作实施者”是那些参与线程本身,它们同时被释放并继续后续任务。这意味着线程之间是对等同步,而不是依赖主线程[^2]。 - 简单说:`CountDownLatch`是“主线程等子线程”,`CyclicBarrier`是“子线程相互等”。 - **重用性**: - `CountDownLatch`是一次性的:计数器减至0后不能被重置,因此只能使用一次。再次使用时需要创建新实例。 - `CyclicBarrier`是可重用的:屏障打开后,计数器自动重置,可以直接用于下一轮同步。这使得它适合循环任务场景[^1]。 - **计数方式触发机制**: - `CountDownLatch`:计数器递减(从初始值到0),通过`countDown()`减少计数,`await()`阻塞等待计数器归零。 - `CyclicBarrier`:计数器递增(从0到预设线程数),通过`await()`增加计数并阻塞,当计数达到预设值时触发所有线程释放[^4]. - 示例代码演示: - **CountDownLatch**(主线程等待两个工作线程): ```java CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2); new Thread(() -> { /* 任务1 */ latch.countDown(); }).start(); new Thread(() -> { /* 任务2 */ latch.countDown(); }).start(); latch.await(); // 主线程等待计数器归零 System.out.println("所有任务完成"); ``` - **CyclicBarrier**(两个线程相互等待屏障点): ```java CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2); new Thread(() -> { barrier.await(); /* 阶段1 */ }).start(); // 线程1等待 new Thread(() -> { barrier.await(); /* 阶段1 */ }).start(); // 线程2等待 // 当两个线程都调用await()后,它们同时执行后续代码 ``` - **异常处理**: - `CountDownLatch`:如果线程在`countDown()`前中断或出错,计数器可能无法归零,导致等待线程永久阻塞(需额外处理超时)。 - `CyclicBarrier`:提供更好的异常恢复机制。如果一个线程在`await()`时中断,屏障会打破,其他线程收到`BrokenBarrierException`,避免永久阻塞[^4]。 #### 3. **总结对比** | 特性 | CountDownLatch | CyclicBarrier | |--------------------|-----------------------------------|-----------------------------------| | **动作实施者** | 主线程(或其他等待线程) | 所有参与线程 | | **重用性** | 一次性,不可重置 | 可循环重用 | | **触发条件** | 计数器减至0(递减) | 所有线程到达屏障点(递增) | | **典型应用场景** | 启动时等待初始化、任务完成后汇总 | 分阶段并行任务、迭代计算 | | **异常处理** | 较弱,需手动处理阻塞风险 | 较强,提供屏障打破异常机制 | 总的来说,`CountDownLatch`适合“主线程协调子线程”的等待场景,而`CyclicBarrier`适合“线程组内部同步”的阶段执行场景。选择哪个工具取决于具体需求:如果需要等待外部事件完成,用`CountDownLatch`;如果需要线程组同步到某个点后集体行动,用`CyclicBarrier`[^1][^2][^3]。
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