CountDownLatch 核心源码解析
CountDownLatch 核心源码解析
1 基本设计
一种同步辅助，允许一个或多个线程等待，直到在其他线程中执行的一组操作完成。 CountDownLatch 是用给定的 count 初始化的。由于调用了countDown()方法，await 方法阻塞，直到当前计数为零，之后释放所有等待线程，并立即返回任何后续的 await 调用。这是一种一次性现象——计数无法重置。如果需要重置计数的版本，可以考虑使用CyclicBarrier。
CountDownLatch 是一种通用的同步工具，可以用于多种用途。count为1时初始化的CountDownLatch用作简单的 on/off 的 latch或gate:所有调用wait的线程都在gate处等待，直到调用countDown()的线程打开它。一个初始化为N的CountDownLatch可以用来让一个线程等待，直到N个线程完成某个动作，或者某个动作已经完成N次。
CountDownLatch的一个有用的特性是，它不需要调用倒计时的线程等待计数达到0才继续，它只是防止任何线程继续等待，直到所有线程都通过。
2 类架构
2.1 UML 图
2.2 继承关系
可以看出，CountDownLatch并无显式地继承什么接口或类。
2.3 构造函数细节
- 构造一个用给定计数初始化的CountDownLatch。
- 参数 count 在线程通过await()之前必须调用countDown()的次数
CountDownLatch 的 state 并不是 AQS 的默认值 0，而是可赋值的，就是在 CountDownLatch 初始化时，count 就代表了 state 的初始化值
- new Sync(count) 其实就是调用了内部类 Sync 的如下构造函数
count 表示我们希望等待的线程数，可能是
- 等待一组线程全部启动完成，或者
- 等待一组线程全部执行完成
2.4 内部类
和 ReentrantLock 一样，CountDownLatch类也存在一个内部同步器 Sync，继承了 AbstractQueuedSynchronizer
- 这也是唯一的属性
private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;
// 构造方法
Sync(int count) {
setState(count);
}
// 返回当前计数
int getCount() {
return getState();
}
// 在共享模式下获取锁
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}
// 共享模式下的锁释放
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
// 降低计数器; 至 0 时发出信号
for (;;) {
// 获取锁状态
int c = getState();
// 锁未被任何线程持有
if (c == 0)
return false;
int nextc = c-1;
if (compareAndSetState(c, nextc))
return nextc == 0;
}
}
}
3 await
可以叫做等待，也可以称之为加锁。
3.1 无参
造成当前线程等待，直到锁存器计数到零，除非线程被中断。 如果当前计数为零，则此方法立即返回。
如果当前线程数大于0，则当前线程将出于线程调度的目的而禁用，并处于睡眠状态，直到发生以下两种情况之一:
- 由于调用了countDown()方法，计数为零
- 其他线程中断了当前线程
如果当前线程:
- 在进入此方法时已设置其中断状态;或者
- 在等待时被中断
就会抛 InterruptedException，并清除当前线程的中断状态。
无参版 await 内部使用的是 acquireSharedInterruptibly 方法，实现在 AQS 中的 final 方法
- 使用CountDownLatch 的内部类 Sync 重写的tryAcquireShared 方法尝试获得锁，如果获取了锁直接返回，获取不到锁走 2
- 获取不到锁，用 Node 封装一下当前线程，追加到同步队列的尾部，等待在合适的时机去获得锁，本步已完全实现在 AQS 中
tryAcquireShared
