java線程中鎖存器CountDownLatch的使用


CountDownLatch類是一個同步計數器,構造時傳入int參數,該參數就是計數器的初始值,每調用一次countDown()方法,計數器減1,計數器大於0 時,await()方法會阻塞程序繼續執行。CountDownLatch可以看作是一個倒計數的鎖存器,當計數減至0時觸發特定的事件。利用這種特性,可以讓主線程等待子線程的結束。下面以一個模擬運動員比賽的例子加以說明。

 CountDownLatch的一個非常典型的應用場景是:有一個任務想要往下執行,但必須要等到其他的任務執行完畢后才可以繼續往下執行。假如我們這個想要繼續往下執行的任務調用一個CountDownLatch對象的await()方法,其他的任務執行完自己的任務后調用同一個CountDownLatch對象上的countDown()方法,這個調用await()方法的任務將一直阻塞等待,直到這個CountDownLatch對象的計數值減到0為止。

1  import  java.util.concurrent.CountDownLatch;
2    import  java.util.concurrent.Executor;
3    import  java.util.concurrent.ExecutorService;
4    import  java.util.concurrent.Executors;
5 
6    public   class  CountDownLatchDemo {
7  private   static   final   int  PLAYER_AMOUNT  =   5 ;
8  public  CountDownLatchDemo() {
9  //  TODO Auto-generated constructor stub 
10     }
11  /**
12  @param  args
13  */
14  public   static   void  main(String[] args) {
15  //  TODO Auto-generated method stub
16  // 對於每位運動員,CountDownLatch減1后即結束比賽
17  CountDownLatch begin  =   new  CountDownLatch( 1 );
18  // 對於整個比賽,所有運動員結束后才算結束
19  CountDownLatch end  =   new  CountDownLatch(PLAYER_AMOUNT);
20  Player[] plays  =   new  Player[PLAYER_AMOUNT];
21 
22  for ( int  i = 0 ;i < PLAYER_AMOUNT;i ++ )
23  plays[i]  =   new  Player(i + 1 ,begin,end);
24 
25  // 設置特定的線程池,大小為5
26  ExecutorService exe  =  Executors.newFixedThreadPool(PLAYER_AMOUNT);
27  for (Player p:plays)
28  exe.execute(p);  // 分配線程
29  System.out.println( " Race begins! " );
30  begin.countDown();
31  try {
32  end.wait();  // 等待end狀態變為0,即為比賽結束
33  } catch  (InterruptedException e) {
34  //  TODO: handle exception
35  e.printStackTrace();
36  } finally {
37  System.out.println( " Race ends! " );
38  }
39  exe.shutdown();
40  }
41  }
復制代碼

接下來是Player類

注:countDown最好是在finally里面調用

復制代碼
1  import  java.util.concurrent.CountDownLatch;
2 
3 
4  public   class  Player  implements  Runnable {
5 
6  private   int  id;
7  private  CountDownLatch begin;
8  private  CountDownLatch end;
9  public  Player( int  i, CountDownLatch begin, CountDownLatch end) {
10  //  TODO Auto-generated constructor stub
11  super ();
12  this .id  =  i;
13  this .begin  =  begin;
14  this .end  =  end;
15  }
16 
17  @Override
18  public   void  run() {
19  //  TODO Auto-generated method stub
20  try {
21  begin.await();  // 等待begin的狀態為0
22  Thread.sleep(( long )(Math.random() * 100 ));  // 隨機分配時間,即運動員完成時間
23  System.out.println( " Play " + id + "  arrived. " );
24  } catch  (InterruptedException e) {
25  //  TODO: handle exception
26  e.printStackTrace();
27  } finally {
28  end.countDown();  // 使end狀態減1,最終減至0
29  }
30  }
31  }
復制代碼

下面是張孝祥老師所舉例子的程序代碼和運行結果:

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

public class CountDownLatchTest {
 public static void main(String [] args){
  ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
  final CountDownLatch cdOrder = new CountDownLatch(1);
  final CountDownLatch cdAnswer = new CountDownLatch(3);
  for(int i=0;i<3;i++){
   Runnable runnable=new Runnable(){
    public void run(){
     try {
      System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"正准備接受命令");
      cdOrder.await();
      System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"已接受命令");
      Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
      System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"回應命令處理結果");
      cdAnswer.countDown();
     } catch (InterruptedException e) {
      // TODO Auto-generated catch block
      e.printStackTrace();
     }
    }
   };
   service.execute(runnable);
  }
  try {
   System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"即將發布命令");
   cdOrder.countDown();
   System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"已接受命令,正在等待結果");
   cdAnswer.await();
   Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
   System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"已收到所有響應結果");
  } catch (InterruptedException e) {
   // TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
  }
  service.shutdown();
 }
}
運行結果:

線程pool-1-thread-1正准備接受命令
線程pool-1-thread-2正准備接受命令
線程pool-1-thread-3正准備接受命令
線程main即將發布命令
線程main已接受命令,正在等待結果
線程pool-1-thread-2已接受命令
線程pool-1-thread-1已接受命令
線程pool-1-thread-3已接受命令
線程pool-1-thread-2回應命令處理結果
線程pool-1-thread-1回應命令處理結果
線程pool-1-thread-3回應命令處理結果
線程main已收到所有響應結果


注意!

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