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  • 一.CountDownLatch介绍 CountDownLatch是一个并发工具类,作用是允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。我们有时会称之为发令枪。有一个个形象的例子能说明其功能:公司召开一个全体股东会,需要所有股东到场了...

    一.CountDownLatch介绍

            CountDownLatch是一个并发工具类, 作用是允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。我们有时会称之为发令枪。有一个个形象的例子能说明其功能:公司召开一个全体股东会,需要所有股东到场了才能正式开始。会议室准备了一个花名册,记录了需要到会的总人数,每一个股东来到会议室就要签名确认,同时总人数减一,当需要到会的总人数为0时,会议就正式开始。所以,CountDownLatch就有充当计数器和发令枪的功能。

    二.结合ExecutorService实现拆分任务并发执行

           一般我们业务场景中经常会有执行一个大任务,如果我们串行执行,则效率较慢。我们应用分而治之的思想,将其拆分,启动多个线程来并行。但是如果目前不阻塞主线程,可能在子线程进行中的过程中,主线程已结束。这样也无法最终汇总结果了。此时引入CountDownLatch便能解决这个痛点。

    //利用countDownLatch结合ExecutorService在并发执行任务时,能够保证子线程任务结束后,主线程才继续往下走。
    		CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);
    		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
    		Runnable runnable1 = () -> {
    			System.out.println(111111);
    			countDownLatch.countDown();
    		};
    		Runnable runnable2 = () -> {
    			System.out.println(222222);
    			countDownLatch.countDown();
    		};
    		Runnable runnable3 = () -> {
    			System.out.println(333333);
    			countDownLatch.countDown();
    		};
    		executorService.execute(runnable1);
    		executorService.execute(runnable2);
    		executorService.execute(runnable3);
    		//阻塞当前主线程
    		countDownLatch.await();
    		System.out.println("主线程结束返回结果");

    任务拆分为几个线程来执行,则CountDownLatch就是多少。

    当子线程都执行完毕了,此时CountDownLatch为0,主线程不再阻塞,继续往下走。

    三.模拟高并发

    有时我们写测试用例时,想要模拟一些并发场景,这时可以引入CountDownLatch。

    private static final int MAX_THREAD = 10000;
    private CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(MAX_THREAD);
    
    @Test
    public void countDownLatchTest() throws InterruptedException {
    		//模拟并发
    		for (int i =0;i<MAX_THREAD;i++){
    			Thread thread = new Thread(() -> {
    				cdl.countDown();
    				try {
    					cdl.await();
    				} catch (InterruptedException e) {
    					e.printStackTrace();
    				}
    				//测试调用业务接口等
    				System.out.println(new Date());
    			});
    			thread.start();
    		}
    		Thread.sleep(2000);
    	}

    如上便是模拟10000的并发,主线程肯定要sleep下,不然直接就结束了,子线程的结果也会来不及打印出来。

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  • 应用场景:比如:主线程 要等待所有的子线程完成一些特定点的操作之后,主线程才往下执行。 如数据的拼接,组装,一个复杂耗时的计算,最终要汇总执行的结果。 使用方式: 1. 在一组执行操作的多个线程中,当完成...

    CountDownLatch


         作用:它一个同步辅助工具,它允许一个或多个线程去等待被其它的多个线程执行的一组操作,当所有的线程操作完成后,去等待的线程才允许继续往下执行
        应用场景:比如:主线程 要等待所有的子线程完成一些特定点的操作之后,主线程才往下执行。 如数据的拼接,组装,一个复杂耗时的计算,最终要汇总执行的结果。
         使用方式:
            1. 在一组执行操作的多个线程中,当完成了指定操作后,就调用 CountDownLatch 实例的 downCount() 方法,将里面的计数器进行减一的操作,当count==0时,会唤醒正在等待的线程
            2. 在需要等待的线程中,通过调用 await() 方法进行等待,直到count ==0 后,等待线程继续往后执行。
            PS: 注意downCount() 方法最好是在finally 中被调用, 否则容易因为异常而导致count 不能被赋值成0,从而等待线程一直被阻塞等待。

     

    代码示例:

    public class CountDownLatchTest {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);
            IntStream.range(0,5).forEach(i -> new Thread(()->{
                try {
                    System.out.println(String.format("子线程%S开始执行.....",Thread.currentThread().getName()));
                    Thread.sleep((long) (Math.random()*5000));
                    System.out.println(String.format("子线程%S执行完成.....",Thread.currentThread().getName()));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    countDownLatch.countDown();
                }
    
            }).start());
    
            IntStream.range(0,5).forEach(i -> new Thread(()->{
                System.out.println(String.format("等待子线程%S开始执行.....",Thread.currentThread().getName()));
                try {
                    countDownLatch.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(String.format("等待子线程%S执行完成.....",Thread.currentThread().getName()));
            }).start());
    
            try {
                System.out.println("主线程开始执行...");
                countDownLatch.await();
                System.out.println("主线程开始执行...");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
    
        }
    }

     

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  • 本章主要对CountDownLatch的两种应用场景进行学习。 有关CountDownLatch的基本方法详见上一章:《 Java并发30》 1.用法概述 本人所知的CountDownLatch的用法主要有以下两个方面: 开关/哨子(初始count=1):...

    Java并发30:CountDownLatch(上)–基本方法学习

    [超级链接:Java并发学习系列-绪论]


    本章主要对CountDownLatch的两种应用场景进行学习。

    有关CountDownLatch的基本方法详见上一章:《 Java并发30

    1.用法概述

    本人所知的CountDownLatch的用法主要有以下两个方面:

    • 开关/哨子(初始count=1):所有调用它的await()方法的线程都会等待,直到开关打开(执行一次countDown())。强调的是同时二字。
    • 计数器/总闸(初始count=n):所有调用它的countDown()方法的线程都会使count减1,直到为0,释放所有线程。强调的是多个二字。

    下面分别对这两种应用场景进行实例练习。

    2.跑步比赛(初始count=1)

    场景说明:

    • 这是一场在田径赛场举行的跑步比赛。
    • 田径赛场共有10个跑道。
    • 当10名参赛选手在跑道起点就位后,裁判会倒计时,并最终吹响哨子。
    • 当听到哨声之后,10名参赛选手同时起跑。
    • 10名参赛选手根据不同的身体素质,耗费不同的时间到达终点。

    重点分析:

    • 田径赛场共有10个跑道:需要定义一个初始大小为10的线程池
    • 哨子:需要定义一个初始count=1的CountDownLatch对象。
    • 并最终吹响哨子:即执行一次countDown()方法

    实例代码:

    运动员:

    /**
    * <p>运动员</p>
     *
     * @author hanchao 2018/3/28 20:48
     **/
    static class Player implements Runnable {
        private static final Logger LOGGER = Logger.getLogger(Player.class);
        /**
         * 哨子
         */
        CountDownLatch latch;
    
        public Player(CountDownLatch latch) {
            this.latch = latch;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            String name = Thread.currentThread().getName();
            //等待吹哨
            LOGGER.info("Player[" + name + "] is waiting for the whistle.");
            try {
                //注意是await(),不是wait()。
                //前置是CountDownLatch的方法,后者是Object的方法。
                latch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            LOGGER.info("Player[" + name + "] is running...");
            //跑到终点的时间
            Integer time = RandomUtils.nextInt(5000, 9000);
            try {
                Thread.sleep(time);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            LOGGER.info("Player[" + name + "] is has arrived the finish line!");
        }
    }

    裁判:

    /**
     * <p>裁判员</p>
     *
     * @author hanchao 2018/3/28 20:48
     **/
    static class Referee implements Runnable {
        private static final Logger LOGGER = Logger.getLogger(Referee.class);
        /**
         * 哨子
         */
        CountDownLatch latch;
    
        public Referee(CountDownLatch latch) {
            this.latch = latch;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            String name = Thread.currentThread().getName();
            //准备吹哨
            LOGGER.info("Referee[" + name + "] is ready to whistle. 3... 2... 1...!");
            //裁判吹哨--countDown()使count减1,当count=0时,所有在latch上await()的线程不再等待
            latch.countDown();
        }
    }

    比赛代码:

     /**
    * <p>倒计时门闩-示例</p>
     *
     * @author hanchao 2018/3/28 20:52
     **/
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //示例一:跑步比赛---哨子
        //创建 哨子
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
        //创建 10人赛道
        int num = 10;
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(num);
        //运动员上赛道
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            executorService.submit(new Player(latch));
        }
        //裁判准备
        Thread.sleep(1000);
        //裁判开始吹哨
        new Thread(new Referee(latch)).start();
        //等所有人都跑完,关闭跑道
        Thread.sleep(10000);
        executorService.shutdownNow();
    }

    运行结果:

    2018-03-31 22:42:11 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:46 - Player[pool-1-thread-1] is waiting for the whistle.
    2018-03-31 22:42:11 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:46 - Player[pool-1-thread-2] is waiting for the whistle.
    2018-03-31 22:42:11 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:46 - Player[pool-1-thread-3] is waiting for the whistle.
    2018-03-31 22:42:11 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:46 - Player[pool-1-thread-10] is waiting for the whistle.
    2018-03-31 22:42:11 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:46 - Player[pool-1-thread-9] is waiting for the whistle.
    2018-03-31 22:42:11 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:46 - Player[pool-1-thread-8] is waiting for the whistle.
    2018-03-31 22:42:11 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:46 - Player[pool-1-thread-7] is waiting for the whistle.
    2018-03-31 22:42:11 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:46 - Player[pool-1-thread-6] is waiting for the whistle.
    2018-03-31 22:42:11 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:46 - Player[pool-1-thread-5] is waiting for the whistle.
    2018-03-31 22:42:11 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:46 - Player[pool-1-thread-4] is waiting for the whistle.
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Referee:86 - Referee[Thread-0] is ready to whistle. 3... 2... 1...!
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:54 - Player[pool-1-thread-1] is running...
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:54 - Player[pool-1-thread-6] is running...
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:54 - Player[pool-1-thread-4] is running...
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:54 - Player[pool-1-thread-5] is running...
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:54 - Player[pool-1-thread-7] is running...
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:54 - Player[pool-1-thread-8] is running...
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:54 - Player[pool-1-thread-9] is running...
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:54 - Player[pool-1-thread-10] is running...
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:54 - Player[pool-1-thread-2] is running...
    2018-03-31 22:42:12 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:54 - Player[pool-1-thread-3] is running...
    2018-03-31 22:42:17 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:62 - Player[pool-1-thread-9] is has arrived the finish line!
    2018-03-31 22:42:18 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:62 - Player[pool-1-thread-8] is has arrived the finish line!
    2018-03-31 22:42:18 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:62 - Player[pool-1-thread-6] is has arrived the finish line!
    2018-03-31 22:42:18 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:62 - Player[pool-1-thread-10] is has arrived the finish line!
    2018-03-31 22:42:19 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:62 - Player[pool-1-thread-7] is has arrived the finish line!
    2018-03-31 22:42:19 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:62 - Player[pool-1-thread-2] is has arrived the finish line!
    2018-03-31 22:42:19 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:62 - Player[pool-1-thread-5] is has arrived the finish line!
    2018-03-31 22:42:20 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:62 - Player[pool-1-thread-4] is has arrived the finish line!
    2018-03-31 22:42:20 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:62 - Player[pool-1-thread-1] is has arrived the finish line!
    2018-03-31 22:42:21 INFO  CountDownLatchDemo1$Player:62 - Player[pool-1-thread-3] is has arrived the finish line!

    3.战神金刚(初始count=n)

    场景说明:

    • 模拟儿时看到一部动画片《战神金刚》的变身过程。
    • 战神金刚有五个机器狮子组成,这五个机器狮子可以变形成战神金刚身体的一部分:腿、脚、躯干、手臂、头。
    • 当战神金刚的身体组装完成在一起之后,会大喊:前进,战神金刚!
    • 原版口号:组成腿和脚,组成躯干和手臂, 我来组成头部!-->前进,战神金刚!
    • 程序版口号:我来组成[手臂]!我来组成[头部]!我来组成[脚部]!我来组成[躯干]!我来组成[腿部]! -->前进,战神金刚!

    重点分析:

    • 战神金刚有五个机器狮子组成:需要定义一个初始大小为5的线程池
    • 组装完成之后,会大喊:需要定义一个初始count=5的CountDownLatch对象。
    • 组装:每个部件的组装,即执行一次countDown()方法

    实例代码:

    机器狮子:

    /**
    * <p>机器狮子</p>
     * @author hanchao 2018/3/31 23:02
     **/
    static class MachineLion implements Runnable {
        private static final Logger LOGGER = Logger.getLogger(MachineLion.class);
        //身体部分
        private String name;
        //变形计数器
        CountDownLatch latch;
    
        public MachineLion(String name, CountDownLatch latch) {
            this.name = name;
            this.latch = latch;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            //花费一些时间进行组装
            Integer time = RandomUtils.nextInt(0, 2000);
            LOGGER.info(Thread.currentThread().getName() + " [" + name + "] 正在进行组装...");
            try {
                Thread.sleep(time);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            latch.countDown();
            LOGGER.info(Thread.currentThread().getName() + " 我来组成[" + name + "]!");
        }
    }

    战神金刚进行变身:

    /**
    * <p>CountDownLatch用法2-线程计数器-战神金刚</p>
     *
     * @author hanchao 2018/3/28 21:34
     **/
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //main就是战神金刚
        int num = 5;
        //定义 变形计数器
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(num);
        //定义 线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(num);
        //五个机器狮子纷纷开始组装
        executorService.submit(new MachineLion("脚部", latch));
        executorService.submit(new MachineLion("腿部", latch));
        executorService.submit(new MachineLion("躯干", latch));
        executorService.submit(new MachineLion("手臂", latch));
        executorService.submit(new MachineLion("头部", latch));
        //等待五个机器狮子进行组装
        LOGGER.info(Thread.currentThread().getName() + " [战神金刚] 正在等待组装...");
        try {
            latch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Thread.sleep(100);
        //战神金刚开始发威
        LOGGER.info(Thread.currentThread().getName() + ": 前进,战神金刚!");
        executorService.shutdownNow();
    }

    运行结果:

    2018-03-31 22:59:52 INFO  CountDownLatchDemo2:75 - main [战神金刚] 正在等待组装...
    2018-03-31 22:59:52 INFO  CountDownLatchDemo2$MachineLion:45 - pool-1-thread-2 [腿部] 正在进行组装...
    2018-03-31 22:59:52 INFO  CountDownLatchDemo2$MachineLion:45 - pool-1-thread-4 [手臂] 正在进行组装...
    2018-03-31 22:59:52 INFO  CountDownLatchDemo2$MachineLion:45 - pool-1-thread-3 [躯干] 正在进行组装...
    2018-03-31 22:59:52 INFO  CountDownLatchDemo2$MachineLion:45 - pool-1-thread-5 [头部] 正在进行组装...
    2018-03-31 22:59:52 INFO  CountDownLatchDemo2$MachineLion:45 - pool-1-thread-1 [脚部] 正在进行组装...
    2018-03-31 22:59:53 INFO  CountDownLatchDemo2$MachineLion:52 - pool-1-thread-5 我来组成[头部]!
    2018-03-31 22:59:53 INFO  CountDownLatchDemo2$MachineLion:52 - pool-1-thread-4 我来组成[手臂]!
    2018-03-31 22:59:53 INFO  CountDownLatchDemo2$MachineLion:52 - pool-1-thread-1 我来组成[脚部]!
    2018-03-31 22:59:54 INFO  CountDownLatchDemo2$MachineLion:52 - pool-1-thread-2 我来组成[腿部]!
    2018-03-31 22:59:54 INFO  CountDownLatchDemo2$MachineLion:52 - pool-1-thread-3 我来组成[躯干]!
    2018-03-31 22:59:54 INFO  CountDownLatchDemo2:83 - main: 前进,战神金刚!
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  • CountDownLatch的简介及应用场景

    千次阅读 2018-08-26 20:41:26
    CountDownLatch: 一个可以用来协调多个线程之间的同步,或者说起到线程之间的通信作用的工具类。 它能够使一个线程在等待另外一些线程完成各自工作之后,再继续执行。使用一个计数器进行实现。计数器初始值为...

    CountDownLatch:
    一个可以用来协调多个线程之间的同步,或者说起到线程之间的通信作用的工具类。

    它能够使一个线程在等待另外一些线程完成各自工作之后,再继续执行。使用一个计数器进行实现。计数器初始值为线程的数量。当每一个线程完成自己任务后,计数器的值就会减一。当计数器的值为0时,表示所有的线程都已经完成了任务,然后在CountDownLatch上等待的线程就可以恢复执行任务。

    CountDownLatch的用法
    CountDownLatch典型用法1:
    某一线程在开始运行前等待n个线程执行完毕。
    将CountDownLatch的计数器初始化为n:new CountDownLatch(n) ,每当一个任务线程执行完毕,就将计数器减1, countdownlatch.countDown(),当计数器的值变为0时,在CountDownLatch上 await() 的线程就会被唤醒。一个典型应用场景就是启动一个服务时,主线程需要等待多个组件加载完毕,之后再继续执行。

    CountDownLatch典型用法2:
    实现多个线程开始执行任务的最大并行性。注意是并行性,不是并发,强调的是多个线程在某一时刻同时开始执行。做法是初始化一个共享的CountDownLatch(1),将其计数器初始化为1,多个线程在开始执行任务前首先 coundownlatch.await(),当主线程调用 countDown() 时,计数器变为0,多个线程同时被唤醒。

    CountDownLatch的不足
    CountDownLatch是一次性的,计数器的值只能在构造方法中初始化一次,之后没有任何机制再次对其设置值,当CountDownLatch使用完毕后,它不能再次被使用。

    代码实例

    package com.concurrency.yuxin.lock.demo;
    
    import java.util.concurrent.CountDownLatch;
    
    public class CountDownLatchDemo {
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
    
            CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2){
                @Override
                public void await() throws InterruptedException {
                    super.await();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +  " count down is ok");
                }
            };
    
            Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is done");
                    countDownLatch.countDown();
                }
            }, "thread1");
    
            Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is done");
                    countDownLatch.countDown();
                }
            }, "thread2");
    
    
            thread1.start();
            thread2.start();
    
            countDownLatch.await();
            System.out.println("====end====");
        }
    
    }
    
    

    输出结果:

    thread1 is done
    thread2 is done
    main count down is ok
    ====end====
    展开全文
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