(juc系列)countdownlatch源码阅读
前言
为了巩固AQS. 看一下CountDownLatch的源码.
简介
大部分都是直接翻译的官方代码注释，嘻嘻
一个同步器, 允许一个或者多个线程等待, 知道其他线程完成一系列操作.
初始化时提供一个数字. await方法将阻塞，直到别的线程通过调用countDown,达到给定的数字.
这个类是一个一次性，count数字不能被重新设置. 如果你需要一个可复用的版本，可以考虑使用CyclicBarrier.
CountDownLatch 可以用于以下目的:
- 初始化为N. 所有线程调用
await等待，直到门被一个线程调用countDown来打开． - 初始化为N, 一个线程等待，直到N个线程完成了一些动作，或者某个动作被完成了N次.
CountDownLatch的一个很有用的特性是:
所有调用countDown的线程不需要等待计数到达0. 他只是在await方法上阻塞所有想要通过的线程.
使用实例(来自官方文档):
两个类，使用两个CountDownLatch来完成以下功能.
- 第一个
CountDownLatch, 是一个开始信号，告诉所有工作线程，驱动已经就绪，可以开始工作了。 - 第二个
CountDownLatch, 是一个结束信号，允许驱动等待所有工作线程完成，之后进行其他工作.
class Driver {
void main() throws InterruptedException {
CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);
CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);
for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads
new Thread(new Worker(startSignal, doneSignal)).start();
doSomethingElse(); // don't let run yet
startSignal.countDown(); // let all threads proceed
doSomethingElse();
doneSignal.await(); // wait for all to finish
}
}
class Worker implements Runnable {
private final CountDownLatch startSignal;
private final CountDownLatch doneSignal;
Worker(CountDownLatch startSignal, CountDownLatch doneSignal) {
this.startSignal = startSignal;
this.doneSignal = doneSignal;
}
public void run() {
try {
startSignal.await();
doWork();
doneSignal.countDown();
} catch (InterruptedException ex) {
} // return;
}
void doWork() {
}
}另外一个典型应用是，将一个任务分割成N部分，每一个部分封装成一个任务，交给线程池。 然后一个协调线程，调用`await｀等到所有的子部分完成. 再通过.
class Driver2 {
void main() throws InterruptedException {
CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);
Executor e = null; // some Executor
for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads
e.execute(new WorkerRunnable(doneSignal, i));
doneSignal.await(); // wait for all to finish
}
}
class WorkerRunnable implements Runnable {
private final CountDownLatch doneSignal;
private final int i;
WorkerRunnable(CountDownLatch doneSignal, int i) {
this.doneSignal = doneSignal;
this.i = i;
}
public void run() {
try {
doWork(i);
doneSignal.countDown();
} catch (InterruptedException ex) {} // return;
}
void doWork() {}
}源码探究
最核心的实现，依然是继承自AQS的一个子类同步器Sync.
Sync
/**
* Synchronization control For CountDownLatch.
* Uses AQS state to represent count.
*/
private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;
Sync(int count) {
setState(count);
}
int getCount() {
return getState();
}
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
// Decrement count; signal when transition to zero
for (;;) {
int c = getState();
if (c == 0)
return false;
int nextc = c - 1;
if (compareAndSetState(c, nextc))
return nextc == 0;
}
}
}首先，初始化时传递的Count值，复用AQS中的状态State.
实现了AQS的共享模式加锁及共享模式解锁.
tryAcquireShared(int acquires)
共享模式的加锁，锁空闲就返回1. 锁非空闲就返回-1.
tryReleaseShared(int releases)
共享模式的解锁.
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
// Decrement count; signal when transition to zero
for (;;) {
int c = getState();
if (c == 0)
return false;
int nextc = c - 1;
if (compareAndSetState(c, nextc))
return nextc == 0;
}
}递减Count. 如果减1之后为0，就认为解锁成功. 通知.
如果减去1之后不为0. 返回false. 意味着解锁了，但是没有完全解锁成功.
构造方法
没啥说的， 将传入的Count值传入Sync.复用AQS的状态值来实现Count的控制.
countDown()
调用Sync同步器的释放共享锁方法，进行一次解锁操作.
await()
调用Sync同步器的获取共享锁方法，进行加锁操作.
总结
CountDownLatch是对AQS的共享模式的比较精巧的应用.
- 首先初始化时传入Count值. 设置AQS的State值.
- 由于自定义了共享锁的获取逻辑，当State值>0时，此锁不可再被获取.
- countDown操作，即释放一次锁操作. 每次释放State值减1.
- await操作，即加锁操作. 阻塞式加锁，在初始化之后，加锁会一直阻塞，直到调用N次的countDown之后，将锁完全释放. 此时获取锁成功，继续下一步，也就是
await方法成功返回，成功通过CountDownLatch了.
为什么CountDownLatch是一次性的?
CountDownLatch中的同步器实现，并不是传统意义上的可以不断加锁或解锁。
只有在初始化时进行了设置State的操作，之后只可以进行读取/递减.
他的加锁操作，不会设置State的值，只是判断State是否大于1.
当解锁完成，State为0. 此时没有渠道去进行更新State的值.
如果重复的调用加锁，会不断的拿到”加锁成功”. 但是State数值并不会改变.
因此此时的”加锁成功”,其实意味着”门已经打开，可以无限进入”. 每一次的”加锁操作”, 约等于判断”门是否开着”的操作.
完.