Java多线程系列--“JUC锁”09之 CountDownLatch原理和示例(一)

2014-11-24 02:55:34 · 作者: · 浏览: 7
概要
前面对"独占锁"和"共享锁"有了个大致的了解;本章,我们对CountDownLatch进行学习。和ReadWriteLock.ReadLock一样,CountDownLatch的本质也是一个"共享锁"。本章的内容包括:
CountDownLatch简介
CountDownLatch 源码分析(基于JDK1.7.0_40)
CountDownLatch示例
CountDownLatch简介
CountDownLatch是一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。
CountDownLatch和CyclicBarrier的区别
(01) CountDownLatch的作用是允许1或N个线程等待其他线程完成执行;而CyclicBarrier则是允许N个线程相互等待。
(02) CountDownLatch的计数器无法被重置;CyclicBarrier的计数器可以被重置后使用,因此它被称为是循环的barrier。
关于CyclicBarrier的原理,后面一章再来学习。
CountDownLatch函数列表
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CountDownLatch(int count)
构造一个用给定计数初始化的 CountDownLatch。
// 使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待,除非线程被中断。
void await()
// 使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待,除非线程被中断或超出了指定的等待时间。
boolean await(long timeout, TimeUnit unit)
// 递减锁存器的计数,如果计数到达零,则释放所有等待的线程。
void countDown()
// 返回当前计数。
long getCount()
// 返回标识此锁存器及其状态的字符串。
String toString()
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CountDownLatch源码分析(基于JDK1.7.0_40)
CountDownLatch完整源码(基于JDK1.7.0_40)
View Code
CountDownLatch是通过“共享锁”实现的。下面,我们分析CountDownLatch中3个核心函数: CountDownLatch(int count), await(), countDown()。
1. CountDownLatch(int count)
public CountDownLatch(int count) {
if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
this.sync = new Sync(count);
}
说明:该函数是创建一个Sync对象,而Sync是继承于AQS类。Sync构造函数如下:
Sync(int count) {
setState(count);
}
setState()在AQS中实现,源码如下:
protected final void setState(long newState) {
state = newState;
}
说明:在AQS中,state是一个private volatile long类型的对象。对于CountDownLatch而言,state表示的”锁计数器“。CountDownLatch中的getCount()最终是调用AQS中的getState(),返回的state对象,即”锁计数器“。
2. await()
public void await() throws InterruptedException {
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}
说明:该函数实际上是调用的AQS的acquireSharedInterruptibly(1);
AQS中的acquireSharedInterruptibly()的源码如下:
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public final void acquireSharedInterruptibly(long arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
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说明:acquireSharedInterruptibly()的作用是获取共享锁。
如果当前线程是中断状态,则抛出异常InterruptedException。否则,调用tryAcquireShared(arg)尝试获取共享锁;尝试成功则返回,否则就调用doAcquireSharedInterruptibly()。doAcquireSharedInterruptibly()会使当前线程一直等待,直到当前线程获取到共享锁(或被中断)才返回。
tryAcquireShared()在CountDownLatch.java中被重写,它的源码如下:
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return (getState() == 0) 1 : -1;
}
说明:tryAcquireShared()的作用是尝试获取共享锁。
如果"锁计数器=0",即锁是可获取状态,则返回1;否则,锁是不可获取状态,则返回-1。
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private void doAcquireSharedInterruptibly(long arg)
throws InterruptedException {
// 创建"当前线程"的Node节点,且Node中记录的锁是"共享锁"类型;并将该节点添加到CLH队列末尾。
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
// 获取上一个节点。
// 如果上一节点是CLH队列的表头,则"尝试获取共享锁"。
final Node p = node.predecessor();
if (p == head) {
long r = tryAcquireShared(arg);
if (r >= 0) {
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return;