摘要:多线程同步工具箱之篇前言的多线程协调工具,,,都是在多线程代码中使用比较多的工具类之一。毫不夸张的说,这几个类,是等同于解决多线程问的包,实在有必要添加到程序员的工具箱里面。
Java多线程同步工具箱之CountDownLatch篇 前言
Java的多线程协调工具CountDownLatch,Semaphore,CyclicBarrier,ReadWriteLock都是在多线程代码中使用比较多的工具类之一。掌握及理解这几个类的实现,对解决和理解多线程中复杂的业务状况有很重要的作用。毫不夸张的说,这几个类,是等同于解决多线程问的java.util包,实在有必要添加到程序员的工具箱里面。
此次文章,将分几篇总结及解读一下这些工具类的具体用法和范例,最后,希望可以再深入一点去理解这几个多线程工具的实现。
1. CountDownLatch(倒数锁)CountDownLatch是一个常用的多线程协调工具:主要为协调一个或多个线程完成后,主线程进行某个操作的功能。
Latch原指门闩,CountDownLatch译为倒数锁倒是不太过分。可以理解为:使用主线程初始化一个有N个子锁的锁,任务开始的时,分配给N个线程每个线程持有一把钥匙,每个线程到某个状态后(一般为完成),可以使用线程持有的钥匙打开主线程持有的锁,直至所有N个锁都被打开,主线程才可以继续其他任务。
1.1 API从API上看我们可以关注下面几个CountDownLatch提供了几个接口:
构造方法CountDownLatch(int)
构造方法十分简单,注入一个int,初始化倒数锁的大小。
await()
等待所有锁被解开,该函数还有一个带等待时长及等待时间单位的重写await(long time, TimeUnit unit),用于避免过度的等待造成的死锁。
countDown()
解锁方法,解开一个锁,知道持有的锁数量为0,则接触await的状态。
getCount()
获取当前的剩余的锁的数量。
1.2 范例在范例中,我们简单的使用一个主线程,发起若干个子线程,让子线程进行休眠的例子作为测试倒数,让各个子线程导数完通知解锁,主线程会被在所有子线程完成解锁后通知所有任务完成。
1.2.1 使用倒数锁前import java.util.concurrent.CountDownLatch; import java.util.logging.Logger; public class App { static Logger log = Logger.getAnonymousLogger(); public static void main(String[] args) { for (int index = 0; index < 10; index++) { new Thread(new SubThread(index, index)).start(); } // 所有的线程都完成了 log.info("all thread finished"); } }
import java.util.concurrent.CountDownLatch; import java.util.logging.Logger; public class SubThread implements Runnable { private int id; private int waitSecond; static Logger log = Logger.getAnonymousLogger(); public SubThread(int id, int waitSecond) { this.id = id; // 秒数*1000毫秒 = 实际等待毫秒数 this.waitSecond = waitSecond * 1000; } public void run() { try { log.info("Thread " + id + " started."); // 让Thread再飞一会儿 Thread.sleep(waitSecond); log.info("Thread " + id + " end."); // 通知完成 } catch (InterruptedException e) { log.config("error"); } } }
可以从结果中看到,所有的线程启动后,主线程就会立刻退出,子线程会在完成各自的任务后再退出。
Aug 09, 2018 6:43:22 PM online.tangbk.demo.thead.SubThread run INFO: Thread 3 started. ... ... Aug 09, 2018 6:43:22 PM online.tangbk.demo.thead.App main INFO: all thread finished Aug 09, 2018 6:43:22 PM online.tangbk.demo.thead.SubThread run INFO: Thread 8 started. ... ... Aug 09, 2018 6:43:31 PM online.tangbk.demo.thead.SubThread run INFO: Thread 9 end.1.2.2 使用倒数锁后
import java.util.concurrent.CountDownLatch; import java.util.logging.Logger; public class App { static Logger log = Logger.getAnonymousLogger(); public static void main(String[] args) { // 初始化10个线程的锁 CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(10); for (int index = 0; index < 10; index++) { // 将锁传给子线程 new Thread(new SubThread(index, index, cdl)).start(); } try { // 等待所有的锁被(倒数)释放 cdl.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 所有的线程都完成了 log.info("all thread finished"); } }
import java.util.concurrent.CountDownLatch; import java.util.logging.Logger; public class SubThread implements Runnable { private int id; private int waitSecond; private CountDownLatch cdl; static Logger log = Logger.getAnonymousLogger(); public SubThread(int id, int waitSecond, CountDownLatch cdl) { this.id = id; // 秒数*1000毫秒 = 实际等待毫秒数 this.waitSecond = waitSecond * 1000; this.cdl = cdl; } public void run() { try { log.info("Thread " + id + " started."); // 让Thread再飞一会儿 Thread.sleep(waitSecond); cdl.countDown(); log.info("Thread " + id + " end."); // 通知完成 } catch (InterruptedException e) { log.config("error"); } } }
可以从结果中看到,所有的线程启动后,都会等到所有线程完成等待后才结束。
Aug 09, 2018 6:29:20 PM online.tangbk.demo.thead.SubThread run INFO: Thread 2 started. Aug 09, 2018 6:29:20 PM online.tangbk.demo.thead.SubThread run INFO: Thread 3 started. Aug 09, 2018 6:29:20 PM online.tangbk.demo.thead.SubThread run INFO: Thread 1 started. Aug 09, 2018 6:29:20 PM online.tangbk.demo.thead.SubThread run INFO: Thread 0 started. ... ... Aug 09, 2018 6:29:28 PM online.tangbk.demo.thead.SubThread run INFO: Thread 8 end. Aug 09, 2018 6:29:29 PM online.tangbk.demo.thead.SubThread run INFO: Thread 9 end. Aug 09, 2018 6:29:29 PM online.tangbk.demo.thead.App main INFO: all thread finished1.3 CountDownLatch小结
CountDownLatch(倒数锁)适用于需要等待子线程完成后,统一进行操作的一些操作。更可以结合FutureTask的相关接口,取回子线程的结果,对结果统一搜集处理。
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