JUC(3)---CountDownLatch、CyclicBarrier和AQS

CountDownLatch：

　　可以讓一個執行緒等待其他執行緒完成了各自的工作之後再執行。比如說一個切菜，一個人切肉，都準備完畢之後才能炒肉。

構造方法：

public CountDownLatch(int count) count等待的執行緒數量

關鍵API：

countDown() 分執行緒執行完減少計數

await() 主執行緒等待呼叫

使用：

package com.nijunyang.concurrent;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

/**
 * Description:
 * Created by nijunyang on 2020/5/16 13:53
 */
public class CountDownLatchTest{

    private CountDownLatch countDownLatch;

    public CountDownLatchTest(CountDownLatch countDownLatch) {
        this.countDownLatch = countDownLatch;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);
        CountDownLatchTest countDownLatchTest = new CountDownLatchTest(countDownLatch);

        new Thread(()-> {
            try {
                countDownLatchTest.method1();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"執行緒1").start();
        new Thread(()-> {
            try {
                countDownLatchTest.method2();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"執行緒2").start();

        System.out.println("等待食材準備完畢...");
        countDownLatch.await();
        System.out.println("炒肉...");


//        System.out.println("------第二次使用-----");
//        new Thread(()-> {
//            try {
//                countDownLatchTest.method1();
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
//        },"執行緒1").start();
//        new Thread(()-> {
//            try {
//                countDownLatchTest.method2();
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
//        },"執行緒2").start();
//
//        System.out.println("等待食材準備完畢...");
//        countDownLatch.await();
//        System.out.println("炒肉...");

    }

    private void method1() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(5000L);
        System.out.println("切菜完畢...");
        countDownLatch.countDown();
    }

    private void method2() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(10000L);
        System.out.println("切肉完畢...");
        countDownLatch.countDown();
    }
}

原理解析：

1.從構造方法進去我們可以看到又是一個熟悉的Sync內部類繼承了AbstractQueuedSynchronizer，入參的數量被賦值到AbstractQueuedSynchronizer的state欄位。

2.await方法會去判斷state是否等於0，如果不等於0，說明其他執行緒還沒有執行完畢。就會執行doAcquireSharedInterruptibly這個方法，將當前這個呼叫await方法的執行緒入隊阻塞。

（呼叫鏈：await()-sync.acquireSharedInterruptibly-sync.tryAcquireShared-doAcquireSharedInterruptibly）

3.countDown方法，每調一次就會將state的值減1，當扣減到0的時候去喚醒上面等待的主執行緒執行（呼叫鏈：countDown-sync.releaseShared-sync.tryReleaseShared-doReleaseShared（減到0才會執行這方法））

CyclicBarrier：

籬柵，顧名思義有攔截作用。它可以讓一組執行緒到達柵欄時被阻塞，直到最後一個執行緒到達，才放行通過。比如玩LOL，需要等待所有玩家進度條100%了，才能進入遊戲

構造方法：

CyclicBarrier(int parties) parties：阻塞的執行緒數量

CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) parties：阻塞的執行緒數量 barrierAction：當最後一個執行緒到達是先執行這個任務，再去執行後面的流程。

關鍵API：

await() 到達柵欄點等待。呼叫次數要和入引數量一致，否則會一致阻塞的等待。

使用

package com.nijunyang.concurrent;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

/**
 * @author: create by nijunyang
 * @date:2019/9/5
 */
public class CyclicBarrierTest implements Runnable{
    private CyclicBarrier cyclicBarrier;
    public CyclicBarrierTest(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
        this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
    }
    public void run() {
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "進度條100%... ");
            cyclicBarrier.await();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(11, new Runnable() {//11個是因為還有一個主執行緒也在等待
                    public void run() {
                        System.out.println("所有人進度條100%，準備開始遊戲");
                    }
                });
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(new CyclicBarrierTest(cyclicBarrier), "執行緒" + i).start();
        }
        cyclicBarrier.await();
        Thread.sleep(300);
        System.out.println("開始遊戲....");
    }

}

原理解析：

1.預設每個CyclicBarrier物件有一把鎖ReentrantLock和Condition

2.將構造方法的入引數量賦值到count欄位中。後續都是在count欄位上面進行操作。

3.await的呼叫會將count的數量-1，如果扣減到0.則會先執行構造方法傳入的任務（如果傳了），並且重置計數器重新整理柵欄，將許可資料重新賦值給count欄位（可以重複使用），喚醒條件等待的執行緒

4.如果扣減完成之後還沒有到0.說明還有執行緒沒有到達柵欄點。則進入條件佇列阻塞等到，等到最後一個到達時候，才被喚醒

兩者比較：

CountDownLatch和CyclicBarrier，最終實現效果看起來都差不多，都是等待分支執行緒執行完畢，再往下執行。然後CyclicBarrier這個可以重複使用，因為會去重新整理count的數量。CountDownLatch不會重新重新整理state欄位的值。當第二次await執行的時候一看state是0就直接放行了，所以一個CountDownLatch物件只能使用一次。

原理上CountDownLatch是阻塞主執行緒，分支線執行緒執行完畢將state扣減到0了之後喚醒主執行緒去執行，CyclicBarrier則是所有執行緒到達柵欄點都會阻塞等待。直到後一個到達才喚醒所有的阻塞執行緒。

JUC(3)---CountDownLatch、CyclicBarrier和AQS

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