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并发库应用之九 & 到时计数器CountDownLatch应用

  申明:CountDownLatch好像倒计时计数器,调用CountDownLatch对象的countDown方法就将计数器减1,当到达0时,所有等待者就开始执行。

  java.util.concurrent.CountDownLatch

  一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。用给定的计数 初始化 CountDownLatch。由于调用了 countDown() 方法,所以在当前计数到达零之前,await 方法会一直受阻塞。之后,会释放所有等待的线程,await 的所有后续调用都将立即返回。这种现象只出现一次——计数无法被重置。如果需要重置计数,请考虑使用 CyclicBarrier ( 请查看我的另外一篇博客:并发库应用之八 & 循环路障CyclicBarrier应用 )

  CountDownLatch 是一个通用同步工具,它有很多用途。将计数 1 初始化的 CountDownLatch 用作一个简单的开/关锁存器,或入口:在通过调用 countDown() 的线程打开入口前,所有调用 await 的线程都一直在入口处等待。用 N 初始化的 CountDownLatch 可以使一个线程在 N 个线程完成某项操作之前一直等待,或者使其在某项操作完成 N 次之前一直等待。

  CountDownLatch 的一个有用特性是,它不要求调用 countDown 方法的线程等到计数到达零时才继续,而在所有线程都能通过之前,它只是阻止任何线程继续通过一个 await。

对应构造方法摘要:

  CountDownLatch(int count)           构造一个用给定计数初始化的 CountDownLatch

方法摘要:

  void  await()                      使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待,除非线程被中断

  boolean  await(long timeout, TimeUnit unit)    使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待,除非线程被中断或超出了指定的等待时间

  void  countDown()                       递减锁存器的计数,如果计数到达零,则释放所有等待的线程

  long  getCount()                          返回当前计数

  String  toString()                          返回标识此锁存器及其状态的字符串

案例应用:

  可以实现一个人(也可以是多个人)等待其他所有人都来通知他,这犹如一个计划需要多个领导都签字后才能继续向下实施。还可以实现一个人通知多个人的效果。
类似于生活当中的百米赛跑运动,当裁判一声令下,运动员同时开始奔跑。那么我们下面就用它来实现百米赛跑游戏,上代码:

 1 import java.util.concurrent.CountDownLatch;
 2 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 3 import java.util.concurrent.Executors;
 4 
 5 public class CountdownLatchTest {
 6 
 7     public static void main(String[] args) {
 8         ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
 9         //裁判发布命令的计数器,计数器为0好似裁判开起跑枪,运动员就开跑
10         final CountDownLatch cdOrder = new CountDownLatch(1);
11         //预定义有3个运动员,运动员跑到终点的计数器,为0裁判宣布结果
12         final CountDownLatch cdAnswer = new CountDownLatch(3);
13         for (int i = 0; i < 3; i++) { //产生3个运动员
14             Runnable runnable = new Runnable() {
15                 public void run() {
16                     try {
17                         System.out.println(String.format("线程【%s】准备接受起跑命令", Thread.currentThread().getName()));
18                         cdOrder.await();
19 
20                         System.out.println(String.format("线程【%s】已接受命令--冲刺", Thread.currentThread().getName()));
21                         Thread.sleep((long) (Math.random() * 5000)); //随机在5s内休眠
22 
23                         System.out.println(String.format("线程【%s】回应命令结果--达到终点", Thread.currentThread().getName()));
24                         cdAnswer.countDown();
25                     } catch (Exception e) {
26                         e.printStackTrace();
27                     }
28                 }
29             };
30             service.execute(runnable);
31         }
32         //主线程,开始计数器为1正在阻塞,由主线程出发减1动作,之后3个子线程接收到命令开始冲刺
33         try {
34             Thread.sleep((long) (Math.random() * 5000)); //随机在5s内休眠
35 
36             System.out.println(String.format("*裁判*线程【%s】准备开始发布命令,冲刺开枪", Thread.currentThread().getName()));
37             cdOrder.countDown();
38 
39             System.out.println(String.format("*裁判*线程【%s】已经完成发布命令,等待比赛结果", Thread.currentThread().getName()));
40             cdAnswer.await();
41 
42             System.out.println(String.format("*裁判*线程【%s】已经收到所有回应,宣布比赛结束", Thread.currentThread().getName()));
43         } catch (Exception e) {
44             e.printStackTrace();
45         }
46         service.shutdown();
47     }
48 }

运行以上代码打印的效果如下所示:

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