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 CountDownLach閉鎖
背景

• CountDownLatch是在Java1.5被引入，跟它一起被引入的工具類還有CyclicBarrier、Semaphore、ConcurrenthashMap和BlockingQueue。
• 在java.util.cucurrent包下。

概念

• CountDownLatch這個類使一個線程等待其它線程各自執行完畢后再執行。
• 是通過一個計數器來實現的，計數器的初始值是線程的數量。每當一個線程執行完畢后，計數器的值就-1，當計數器的值為0時，表示所有線程都執行完畢，然后在閉鎖上等待的線程就可以恢復工作來。

源碼

• countDownLatch類中只提供了一個構造器

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

• 類中有三個方法是最重要的

// 調用await()方法的線程會被掛起，它會等待直到count值為0才繼續執行 
public void await() throws InterruptedException { 
        sync.acquireSharedInterruptibly(1); 
    }//和await()方法類似，只不過等待一定的時間后count值還沒變為0的化就會繼續執行 
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) 
        throws InterruptedException {        return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout)); 
    }//將count值減1 
public void countDown() {        sync.releaseShared(1); 
    } 

示例
普通示例：

public class CountDownLatchTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2); 
        System.out.println("主線程開始執行…… ……"); 
        //第一個子線程執行 
        ExecutorService es1 = Executors.newSingleThreadExecutor(); 
        es1.execute(new Runnable() { 
            @Override 
            public void run() { 
                try { 
                    Thread.sleep(3000); 
                    System.out.println("子線程："+Thread.currentThread().getName()+"執行"); 
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
                latch.countDown(); 
            } 
        }); 
        es1.shutdown(); 
        //第二個子線程執行 
        ExecutorService es2 = Executors.newSingleThreadExecutor(); 
        es2.execute(new Runnable() { 
            @Override 
            public void run() { 
                try { 
                    Thread.sleep(3000); 
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
                System.out.println("子線程："+Thread.currentThread().getName()+"執行"); 
                latch.countDown(); 
            } 
        }); 
        es2.shutdown(); 
        System.out.println("等待兩個線程執行完畢…… ……"); 
        try { 
            latch.await(); 
        } catch (InterruptedException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        System.out.println("兩個子線程都執行完畢，繼續執行主線程"); 
    } 
} 

結果集：

主線程開始執行…… …… 
等待兩個線程執行完畢…… ……子線程：pool-1-thread-1執行子線程：pool-2-thread-1執行兩個子線程都執行完畢，繼續執行主線程 

模擬并發示例：

public class Parallellimit { 
    public static void main(String[] args) { 
        ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();        CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(100); 
        for (int i = 0; i < 100; i++) { 
            CountRunnable runnable = new CountRunnable(cdl); 
            pool.execute(runnable);        }    }} class CountRunnable implements Runnable { 
    private CountDownLatch countDownLatch; 
    public CountRunnable(CountDownLatch countDownLatch) { 
        this.countDownLatch = countDownLatch; 
    }    @Override 
    public void run() { 
        try { 
            synchronized (countDownLatch) {                /*** 每次減少一個容量*/ 
                countDownLatch.countDown();                System.out.println("thread counts = " + (countDownLatch.getCount())); 
            }            countDownLatch.await(); 
            System.out.println("concurrency counts = " + (100 - countDownLatch.getCount())); 
        } catch (InterruptedException e) { 
            e.printStackTrace();        }    }} 

源碼分析

public class CountDownLatch { 
    //繼承AQS來實現他的模板方法（tryAcquireShared，tryReleaseShared） 
    private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {       //計數個數Count 
        Sync(int count) { 
            setState(count);        }        int getCount() { 
            return getState(); 
        }      //AQS方法getState()，返回同步狀態，這里指計數器值        protected int tryAcquireShared(int acquires) { 
            return (getState() == 0) ? 1 : -1; 
        }       //循環+cas重試 直到計數器為0 跳出，則release（實現aqs共享模式釋放方法） 
        protected boolean tryReleaseShared(int releases) { 
            // Decrement count; signal when transition to zero 
            for (;;) { 
                int c = getState(); 
                if (c == 0) 
                    return false; 
                int nextc = c-1; 
                if (compareAndSetState(c, nextc)) 
                    return nextc == 0; 
            }        }    }    private final Sync sync;   //實例化 
    public CountDownLatch(int count) { 
        if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0"); 
        this.sync = new Sync(count);    }    public void await() throws InterruptedException {        sync.acquireSharedInterruptibly(1); 
    }  //帶有一個超時時間的awit    public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)        throws InterruptedException {        return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout)); 
    }      public void countDown() {        sync.releaseShared(1); 
    }    public long getCount() {        return sync.getCount(); 
    }} 

總結
CountDownLatch 和 Semaphore 一樣都是共享模式下資源問題，這些源碼實現AQS的模版方法，然后使用CAS+循環重試實現自己的功能。在RT多個資源調用，或者執行某種操作依賴其他操作完成下可以發揮這個計數器的作用。