JUC的CountDownLatch如何實現

這篇文章主要介紹“JUC的CountDownLatch如何實現”，在日常操作中，相信很多人在JUC的CountDownLatch如何實現問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”JUC的CountDownLatch如何實現”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

CountDownLatch 是一個同步輔助工具，用于阻塞當前一個或多個線程以等待其它線程中的操作完成。在構造 CountDownLatch 對象時，我們需要指定一個非負的 count 值，一般情況下，調用 CountDownLatch#await 方法的線程需要阻塞等待該 count 值變為 0 時才能夠繼續往下執行。

CountDownLatch 實現內幕

CountDownLatch 在實現上同樣依賴于 AQS 組件，在 CountDownLatch 的內部定義了一個 Sync 內部類，該類繼承自 AbstractQueuedSynchronizer，并復用 AQS 的 state 字段以記錄 count 值的變化。CountDownLatch 的核心方法均委托 Sync 進行處理，實現如下：

public class CountDownLatch {

    private final Sync sync;

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

    public void await() throws InterruptedException {
        sync.acquireSharedInterruptibly(1);
    }

    public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
        return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
    }

    public void countDown() {
        sync.releaseShared(1);
    }

    public long getCount() {
        return sync.getCount();
    }

}

下面我們主要分析一下 CountDownLatch#await 和 CountDownLatch#countDown 方法的實現。

首先來看一下 CountDownLatch#await 方法，該方法用于阻塞當前線程，直到 count 值變為 0，或者被其它線程中斷。具體實現上，CountDownLatch 直接將請求委托給 AQS 的 AbstractQueuedSynchronizer#acquireSharedInterruptibly 方法進行處理，所以我們下面主要來看一下 CountDownLatch 針對模板方法 AbstractQueuedSynchronizer#tryAcquireShared 的實現，如下：

protected int tryAcquireShared(int acquires) {
    return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}

實現上非常簡單，獲取并判定狀態值是否為 0，如果是則說明當前線程獲取資源成功，能夠繼續往下執行，否則說明當前線程獲取資源失敗，需要被添加到同步隊列阻塞等待。CountDownLatch 還為 CountDownLatch#await 方法定義了超時版本 CountDownLatch#await(long, TimeUnit)。

繼續來看一下 CountDownLatch#countDown 方法，該方法用于將 count 值減 1，如果發現 count 值變為 0，則喚醒阻塞等待的線程。具體實現上，CountDownLatch 同樣直接將請求委托給 AQS 的 AbstractQueuedSynchronizer#releaseShared 方法進行處理，所以我們下面主要來看一下 CountDownLatch 針對模板方法 AbstractQueuedSynchronizer#tryReleaseShared 的實現，如下：

protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
    // Decrement count; signal when transition to zero
    for (; ; ) {
        // 獲取 state 狀態值
        int c = getState();
        // 如果已經為 0 則說明沒有資源可以釋放，直接返回 false，避免 state 變為負值
        if (c == 0) {
            return false;
        }
        // 資源數減 1
        int nextc = c - 1;
        if (compareAndSetState(c, nextc)) {
            // 如果為 0，則說明資源全部釋放完畢，此時需要喚醒等待的線程
            return nextc == 0;
        }
    }
}

具體實現如代碼注釋，比較簡單。需要注意的一點就是上面步驟中的判 0 操作，剛開始看的時候可能覺得有點多余，但是這一步的主要作用在于保證 state 值不會變為負值。當前 count 值變為 0 時，上述方法會返回 true，接下去 AQS 會執行喚醒之前因為 count 值不為 0 而被打入同步隊列的線程。

到此，關于“JUC的CountDownLatch如何實現”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！