倒计时器CountDownLatch

2024-04-11 21:19:19

1.背景：

countDownLatch是在java1.5被引入，跟它一起被引入的工具类还有CyclicBarrier、Semaphore、concurrentHashMap和BlockingQueue。
存在于java.util.cucurrent包下。

2.概念

countDownLatch这个类使一个线程等待其他线程各自执行完毕后再执行。
是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值是线程的数量。每当一个线程执行完毕后，计数器的值就-1，当计数器的值为0时，表示所有线程都执行完毕，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复工作了。

3.使用场景

example1

为了能够理解CountDownLatch，举一个很通俗的例子，运动员进行跑步比赛时，假设有6个运动员参与比赛，裁判员在终点会为这6个运动员分别计时，
可以想象每当一个运动员到达终点的时候，对于裁判员来说就少了一个计时任务。直到所有运动员都到达终点了，裁判员的任务也才完成。这6个运动员可
以类比成6个线程，当线程调用CountDownLatch.countDown方法时就会对计数器的值减一，直到计数器的值为0的时候，裁判员（调用await方法的线程）
才能继续往下执行。

下面来看些CountDownLatch的一些重要方法。
先从CountDownLatch的构造方法看起：

public CountDownLatch(int count)

构造方法会传入一个整型数N，之后调用CountDownLatch的 countDown 方法会对N减一，知道N减到0的时候，当前调用 await 方法的线程继续执行。
CountDownLatch的方法不是很多，将它们一个个列举出来：
1. await() throws InterruptedException：调用该方法的线程等到构造方法传入的N减到0的时候，才能继续往下执行；
2. await(long timeout, TimeUnit unit)：与上面的await方法功能一致，只不过这里有了时间限制，调用该方法的线程等到指定的timeout时间后，不管N是
否减至为0，都会继续往下执行；
3. countDown()：使CountDownLatch初始值N减1；
4. long getCount()：获取当前CountDownLatch维护的值；

下面用一个具体的例子来说明CountDownLatch的具体用法:

package com.example.demo.test;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
  * 
  * @version V1.0 15:44 guozl
  * @since 1.0
  */
public class CountDownLatchDemo {
    private static CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);
    //用来表示裁判员需要维护的是6个运动员
    private static CountDownLatch endSignal = new CountDownLatch(6);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(6);
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            executorService.execute(() -> {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 运动员就位等待裁判员响哨！！！");
                    startSignal.await();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在全力冲刺");
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 到达终点");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    endSignal.countDown();
                }
            });
        }
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("裁判员发号施令啦！！！");
        startSignal.countDown();
        endSignal.await();
        System.out.println("所有运动员到达终点，比赛结束！");
        executorService.shutdown();

    }
}



输出结果：

pool-1-thread-2 运动员就位等待裁判员响哨！！！
pool-1-thread-1 运动员就位等待裁判员响哨！！！
pool-1-thread-4 运动员就位等待裁判员响哨！！！
pool-1-thread-3 运动员就位等待裁判员响哨！！！
pool-1-thread-5 运动员就位等待裁判员响哨！！！
pool-1-thread-6 运动员就位等待裁判员响哨！！！
裁判员发号施令啦！！！
pool-1-thread-2正在全力冲刺
pool-1-thread-2 到达终点
pool-1-thread-3正在全力冲刺
pool-1-thread-3 到达终点
pool-1-thread-4正在全力冲刺
pool-1-thread-4 到达终点
pool-1-thread-5正在全力冲刺
pool-1-thread-5 到达终点
pool-1-thread-1正在全力冲刺
pool-1-thread-1 到达终点
pool-1-thread-6正在全力冲刺
pool-1-thread-6 到达终点
所有运动员到达终点，比赛结束！

该示例代码中设置了两个CountDownLatch，第一个 endSignal 用于控制让main线程（裁判员）必须等到其他线程（运动员）让CountDownLatch维护的
数值N减到0为止。另一个 startSignal 用于让main线程对其他线程进行“发号施令”，startSignal引用的CountDownLatch初始值为1，而其他线程执行的
run方法中都会先通过 startSignal.await() 让这些线程都被阻塞，直到main线程通过调用 startSignal.countDown(); ，将值N减
1，CountDownLatch维护的数值N为0后，其他线程才能往下执行，并且，每个线程执行的run方法中都会通
过 endSignal.countDown(); 对 endSignal 维护的数值进行减一，由于往线程池提交了6个任务，会被减6次，所以 endSignal 维护的值最终会变为0，
因此main线程在 latch.await(); 阻塞结束，才能继续往下执行。
另外，需要注意的是，当调用CountDownLatch的countDown方法时，当前线程是不会被阻塞，会继续往下执行，比如在该例中会继续输出 pool-1-
thread-4 到达终点。

example2

模拟数据量较大多线程分页查询处理

package com.example.demo.test;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * CountDownLatch 的使用示例
 * @version V1.0 10:51 guozl
 * @since 1.0
 */
public class CountDownLatchExample {
    // 请求的数量（每页数量）
    private static final int threadCount = 8;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //定义j为页数
        for (int j = 1; j < 3; j++) {
            ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
            final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threadCount);
            for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
                final int threadnum = i;
                threadPool.execute(() -> {// Lambda 表达式的运用
                    try {
                        //实际业务操作
                        test(threadnum);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        countDownLatch.countDown();// 表示一个请求已经被完成
                    }
                });
            }
            countDownLatch.await();
            threadPool.shutdown();
            System.out.println("finish");
        }
        System.out.println("all finish");
        System.out.println("处理所有数据业务操作");
    }

    public static void test(int threadnum) throws InterruptedException {
        Thread.sleep(500);// 模拟请求的耗时操作
        System.out.println("threadnum:" + threadnum);
        Thread.sleep(500);// 模拟请求的耗时操作
    }
}

执行结果：

threadnum:4
threadnum:2
threadnum:3
threadnum:0
threadnum:1
threadnum:7
threadnum:6
threadnum:5
finish
threadnum:2
threadnum:4
threadnum:0
threadnum:1
threadnum:3
threadnum:7
threadnum:6
threadnum:5
finish
all finish
处理所有数据业务操作

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1.背景：

2.概念

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