线程同步工具之CountDownLatch

最新推荐文章于 2024-08-14 17:02:06 发布

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分类专栏： java 基础文章标签：多线程

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本文介绍了一个CountDownLatch的具体应用场景，即视频会议参与者等待所有人到齐后开始会议的过程，并提供了一个模拟命令执行的示例代码。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

  转载自http://blog.youkuaiyun.com/junshuaizhang/article/details/39580751#comments

CountDownLatch的一个非常典型的应用场景是：有一个任务想要往下执行，但必须要等到其他的任务执行完毕后才可以继续往下执行。假如我们这个想要继续往下执行的任务调用一个CountDownLatch对象的await()方法，其他的任务执行完自己的任务后调用同一个CountDownLatch对象上的countDown()方法，这个调用await()方法的任务将一直阻塞等待，直到这个CountDownLatch对象的计数值减到0为止。

[java]view plaincopy 
    
 package chapter3;  
   
 import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
   
 public class Videoconference implements Runnable{  
   
     private final CountDownLatch controller;  
     public Videoconference(int number){  
         controller = new CountDownLatch(number);  
     }  
       
     public void arrive(String name){  
         System.out.println(name+" has arrived.");  
         controller.countDown();  
         System.out.println("VideoConference:Waiting for "+controller.getCount());  
     }  
       
     @Override  
     public void run() {  
   
         System.out.println("VideoConference:Initialization:"+controller.getCount());  
           
         try {  
             controller.await();  
             System.out.printf("VideoConference: All the participants have come\n");  
             System.out.printf("VideoConference: Let's start...\n");  
   
         } catch (InterruptedException e) {  
             e.printStackTrace();  
         }  
     }  
 }  

[java]view plaincopy 
    
 package chapter3;  
   
 import java.util.concurrent.TimeUnit;  
   
 public class Participant implements Runnable{  
     private Videoconference conference;  
     private String name;  
       
     public Participant(Videoconference conference,String name){  
         this.conference = conference;  
         this.name = name;  
           
           
     }  
       
     @Override  
     public void run() {  
   
         long duration = (long)(Math.random()*10);  
         try {  
             TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);  
         } catch (InterruptedException e) {  
             // TODO Auto-generated catch block  
             e.printStackTrace();  
         }  
         conference.arrive(name);  
     }  
   
 }  

[java]view plaincopy 
    
 package chapter3;  
 
 
 public class Main2 {  
   
     /** 
      * <p> 
      * </p> 
      * @author zhangjunshuai 
      * @date 2014-9-25 下午8:11:50 
      * @param args 
      */  
     public static void main(String[] args) {  
         Videoconference conference = new Videoconference(9);  
         Thread threadConference = new Thread(conference);  
         threadConference.start();  
         for(int i=0;i<10;i++){  
             Participant p = new Participant(conference, "Participant"+i);  
             Thread t = new Thread(p);  
             t.start();  
         }  
     }  
   
 }  

CountDownLatch类有3个基本元素：

初始值决定CountDownLatch类需要等待的事件的数量。
await() 方法, 被等待全部事件终结的线程调用。
countDown() 方法，事件在结束执行后调用。

当创建 CountDownLatch 对象时，对象使用构造函数的参数来初始化内部计数器。每次调用 countDown() 方法, CountDownLatch 对象内部计数器减一。当内部计数器达到0时， CountDownLatch 对象唤醒全部使用 await() 方法睡眠的线程们。

不可能重新初始化或者修改CountDownLatch对象的内部计数器的值。一旦计数器的值初始后，唯一可以修改它的方法就是之前用的 countDown() 方法。当计数器到达0时，全部调用 await() 方法会立刻返回，接下来任何countDown() 方法的调用都将不会造成任何影响。

此方法与其他同步方法有这些不同：

CountDownLatch 机制不是用来保护共享资源或者临界区。它是用来同步一个或者多个执行多个任务的线程。它只能使用一次。像之前解说的，一旦CountDownLatch的计数器到达0，任何对它的方法的调用都是无效的。如果你想再次同步，你必须创建新的对象。

CountDownLatch 类有另一种版本的 await() 方法，它是：

await(long time, TimeUnit unit): 此方法会休眠直到被中断； CountDownLatch 内部计数器到达0或者特定的时间过去了。TimeUnit 类包含了:DAYS, HOURS, MICROSECONDS, MILLISECONDS, MINUTES, NANOSECONDS, 和 SECONDS.
-------------------------------- 分割线另一个例子------------------------------------
package com.thread;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
*
* @author Administrator
*该程序用来模拟发送命令与执行命令，主线程代表指挥官，新建3个线程代表战士，战士一直等待着指挥官下达命令，
*若指挥官没有下达命令，则战士们都必须等待。一旦命令下达，战士们都去执行自己的任务，指挥官处于等待状态，战士们任务执行完毕则报告给
*指挥官，指挥官则结束等待。
*/
public class CountdownLatchTest {

public static void main(String[] args) {
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); //创建一个线程池
final CountDownLatch cdOrder = new CountDownLatch(1);//指挥官的命令，设置为1，指挥官一下达命令，则cutDown,变为0，战士们执行任务
final CountDownLatch cdAnswer = new CountDownLatch(3);//因为有三个战士，所以初始值为3，每一个战士执行任务完毕则cutDown一次，当三个都执行完毕，变为0，则指挥官停止等待。
for(int i=0;i<3;i++){
Runnable runnable = new Runnable(){
public void run(){
try {
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"正准备接受命令");
cdOrder.await(); //战士们都处于等待命令状态
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"已接受命令");
Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"回应命令处理结果");
cdAnswer.countDown(); //任务执行完毕，返回给指挥官，cdAnswer减1。
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
service.execute(runnable);//为线程池添加任务
}
try {
Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));

System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"即将发布命令");
cdOrder.countDown(); //发送命令，cdOrder减1，处于等待的战士们停止等待转去执行任务。
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"已发送命令，正在等待结果");
cdAnswer.await(); //命令发送后指挥官处于等待状态，一旦cdAnswer为0时停止等待继续往下执行
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"已收到所有响应结果");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
service.shutdown(); //任务结束，停止线程池的所有线程

}
}