CountDownLatch和CycliBarrier介紹

2019 年 11 月 1 日
筆記

一、CountDownLatch

　　它被用來同步一個或多個任務，強制他們等待其他任務完成，這就是閉鎖。

public CountDownLatch(int count) {          if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");          this.sync = new Sync(count);      }

　　類中只有一個構造函數，一個int類型的參數count，代表計數器。這個計數器的初始值是線程的數量，每當一個線程結束，count-1,當count==0 時，所有線程執行完畢，在閉鎖上等待的線程就可以執行了。

類中還包含了三個公共方法：

public void await()

public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)

public void countDown()

　　當每個任務完成時，都會調用countDown()方法。而等待問題被解決的任務在這個鎖存器上調用await()方法，這個任務就相當於被掛起了直到 timeout 或 計數器為0 。

public class CountDownLatchDemo {      static final int SIZE = 5;        public static void main(String[] args) {          ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 60L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(5));          CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(SIZE);          pool.execute(new WaitTask(countDownLatch));          for (int i = 0; i < SIZE; i++) {              pool.execute(new TaskNow(countDownLatch));          }      }    }    class TaskNow implements Runnable {      private final CountDownLatch countDownLatch;        TaskNow(CountDownLatch countDownLatch) {          this.countDownLatch = countDownLatch;      }        @Override      public void run() {          try {              TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2000);          } catch (InterruptedException e) {              e.printStackTrace();          }          System.out.println("我沒完事你別想跑");          //調用countDown()的方法會減少count次數直到為0,調用await的任務才能進行          countDownLatch.countDown();      }  }    class WaitTask implements Runnable {      private final CountDownLatch countDownLatch;        WaitTask(CountDownLatch countDownLatch) {          this.countDownLatch = countDownLatch;      }        @Override      public void run() {          try {              //調用await的任務會被掛起              countDownLatch.await();              System.out.println("終於輪到我了");          } catch (InterruptedException e) {              e.printStackTrace();          }      }  }
結果：

　　我沒完事你別想跑
　　我沒完事你別想跑
　　我沒完事你別想跑
　　我沒完事你別想跑
　　我沒完事你別想跑
　　終於輪到我了

二、CylicBarrier

　　柵欄類似於閉鎖，只是要等到所有線程都到達柵欄，才能進行接下來的動作，在沒到達柵欄之前先到的要等待。

構造方法

共有兩個構造方法：

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {          if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();          this.parties = parties;          this.count = parties;          this.barrierCommand = barrierAction;      }  public CyclicBarrier(int parties) {          this(parties, null);      }

CyclicBarrier默認的構造方法是CyclicBarrier(int parties)，其參數表示屏障攔截的線程數量，每個線程使用await()方法告訴CyclicBarrier我已經到達了屏障，然後當前線程被阻塞。

CyclicBarrier的另一個構造函數CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，用於線程到達屏障時，優先執行barrierAction，方便處理更複雜的業務場景。

await()方法

　　線程調用await()方法表示已經到達同步點，然後當前線程被阻塞。直到parties個參與線程調用了await()方法，CyclicBarrier同樣提供帶超時時間的await和不帶超時時間的await方法：

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {      try {          return dowait(false, 0L);      } catch (TimeoutException toe) {          throw new Error(toe); // cannot happen      }  }  public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException{...}

　　可以看到await方法調用了dowait()方法，dowait()方法是核心方法其內容是：如果這個線程不是最後一個到達的線程那麼進行等待直到：

最後一個線程到達，即index == 0
某個參與線程等待超時
某個參與線程被中斷
調用了CyclicBarrier的reset()方法。該方法會將屏障重置為初始狀態

案例

public class CycliBarrierDemo {          public static void main(String[] args) {          int threadCount = 3;          CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(threadCount);          ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 60L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1));          for (int i = 0; i < threadCount; i++) {              pool.execute(new Horse(cyclicBarrier, i));          }      }  }    class Horse implements Runnable {      private CyclicBarrier cyclicBarrier;      private int num;        public Horse(CyclicBarrier cyclicBarrier, int num) {          this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;          this.num = num;      }        @Override      public void run() {          System.out.println("馬匹：" + num + "到了");          try {              cyclicBarrier.await();              System.out.println("馬匹：" + num + "在等待");              TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2000);          } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {              e.printStackTrace();          }          System.out.println("馬匹到齊");      }  }


結果：

　　馬匹：0到了
　　馬匹：2到了
　　馬匹：1到了
　　馬匹：1在等待
　　馬匹：0在等待
　　馬匹：2在等待
　　馬匹到齊
　　馬匹到齊
　　馬匹到齊