CountDownLatch源码分析

CountDownLatch类，从jdk1.5引入；是提供给开发的计数器。
如下给出示例：

package test;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchRunner {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);

        //错误的位置；写在这里，程序会走不下去的
        //countDownLatch.await();

        for(int i = 0; i < 2; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println("计数器做减法！");
                countDownLatch.countDown();
            }).start();
        }

        countDownLatch.await();
        System.out.println("计数器减为0了，后续。。。");
    }

}

输出结果：

源码分析(基于jdk1.8)

CountDownLatch是基于AQS(指的是AbstractQueuedSynchronizer这个抽象类)共享模式；其内部定义了Sync类，继承自AQS，重写了tryAcquireShared(int acquires)、tryReleaseShared(int releases)这2个方法。
tryAcquireShared(int acquires)方法如下：

判断计数器的值是否为0，为0返回1，不为0返回-1。


tryReleaseShared(int releases)方法如下：

判断计数器的值是否为0，为0返回false，不为0将值减1并更新，再将更新后的值和0比较，为0返回true，否则返回false。
注：更新时，循环+compareAndSetXXX()，就是使用cas机制保证多线程的安全。


我们就分析示例代码，

CountDownLatch的构造函数：

设置计数器的值为传入的值。

---

---

CountDownLatch的await()方法：

只有一行代码：调用AQS的acquireSharedInterruptibly(int arg)，

点进去看，

里面调用了Sync的tryAcquireShared(int acquires)，如果返回值大于等于0(翻译一下，就是计数器的值为0)，不做处理，否则调用AQS的doAcquireSharedInterruptibly(int arg)；我们再看这个方法，

先去调用addWaiter(Node node)，

方法中先new了一个Node对象(起个名字：对象a)，对象a的thread属性为当前线程对象，nextWaiter属性为Node.SHARED对象，然后将pred变量赋值为tail对象，此时因为tail对象为null，进入到enq(Node node)方法中，
此方法会把head对象初始化好，赋值为一个new Node()，也会把tail对象赋值为对象a，此时enq(Node node)执行完，addWaiter(Node node)也执行完，返回对象a；doAcquireSharedInterruptibly(int arg)继续往下看，开始执行循环，拿到对象a的prev属性去和head对象比较，此时是相等的，进入到if中，去调用Sync的tryAcquireShared(int acquires)，此时计数器的值不为0，不进入下一个if，往下执行，调用shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node)方法中，

因为head对象的waitSatus为0(int属性，默认为0)，此时赋值为Node.SIGNAL(-1)，再返回false；此时条件未满足，再次执行循环，当再次执行shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node)方法时，因为head对象的waitStatus为-1，返回true，会接着执行parkAndCheckInterrupt()方法，

执行到LockSupport#park(Object blocker)方法时，线程会阻塞，不再执行后续代码。

CountDownLatch的countDown()方法：

也是只有一行代码，

调用AQS的releaseShared(int arg)，点进去看，

调用了Sync的tryReleaseShared(int releases)，如果返回值为false(翻译一下，就是计数器的值为0或减去1后不为0)，代码就执行完毕，否则(计数器的值减去1后为0)执行doReleaseShared()方法，细看这个方法，
执行循环，判断head对象是否为null并且head和tail对象是否相等，此时2个条件都满足，进入到if里，判断head对象的waitStatus属性，此时该值为Node.SIGNAL，接着进入到if里，利用cas机制把head对象的waitStatus属性更新为0，然后接着执行unparkSuccessor(Node node)，

此时因为head对象有后继节点(next属性为上面的对象a)，此时655行的if不执行，执行661行的if，调用LockSupport#unpark(Thread thread)方法，该方法会把上述阻塞的线程恢复，然后unparkSuccessor(Node node)执行完毕，接着往下执行，695行的if未满足(经作者调试后发现，unparkSuccessor(Node node)执行完后，head对象会赋值为上面的对象a，head、tail对象是同一个)，再来一次循环，此时head对象不为null，但是head对象和tail对象相等，会执行695行的if，此时终止循环，doReleaseShared()方法执行完毕，countDown()方法也同样执行完毕。


最后，欢迎志同道合的朋友来评论区讨论。