有人能帮助我理解什么是Java CountDownLatch以及什么时候使用它吗?

我不太清楚这个项目是怎么运作的。据我所知,这三个线程同时开始,每个线程将在3000ms后调用CountDownLatch。所以倒数会一个一个递减。锁存变为零后,程序打印“完成”。也许我理解的方式是错误的。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

class Processor implements Runnable {
    private CountDownLatch latch;

    public Processor(CountDownLatch latch) {
        this.latch = latch;
    }

    public void run() {
        System.out.println("Started.");

        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        latch.countDown();
    }
}

// -----------------------------------------------------

public class App {

    public static void main(String[] args) {

        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3); // coundown from 3 to 0

        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3); // 3 Threads in pool

        for(int i=0; i < 3; i++) {
            executor.submit(new Processor(latch)); // ref to latch. each time call new Processes latch will count down by 1
        }

        try {
            latch.await();  // wait until latch counted down to 0
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Completed.");
    }

}

当前回答

来自oracle关于CountDownLatch的文档:

一种同步辅助工具,允许一个或多个线程等待在其他线程中执行的一组操作完成。

CountDownLatch使用给定的计数进行初始化。由于调用了countDown()方法,await方法阻塞直到当前计数为零,在此之后所有等待的线程都被释放,并且await的任何后续调用立即返回。这是一个一次性现象——计数不能重置。

CountDownLatch是一种通用的同步工具,可用于许多目的。

初始化为1的CountDownLatch用作简单的开/关锁存器或门:所有调用await的线程都在门处等待,直到由调用countDown()的线程打开。

初始化为N的CountDownLatch可用于使一个线程等待到N个线程完成某个操作,或者某个操作已完成N次。

public void await()
           throws InterruptedException

导致当前线程等待,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。

public void countDown()

减少锁存器的计数,如果计数为零,则释放所有等待线程。

如果当前计数大于零,则递减。如果新的计数为零,则所有等待的线程都将重新启用以进行线程调度。

解释你的例子。

You have set count as 3 for latch variable CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3); You have passed this shared latch to Worker thread : Processor Three Runnable instances of Processor have been submitted to ExecutorService executor Main thread ( App ) is waiting for count to become zero with below statement latch.await(); Processor thread sleeps for 3 seconds and then it decrements count value with latch.countDown() First Process instance will change latch count as 2 after it's completion due to latch.countDown(). Second Process instance will change latch count as 1 after it's completion due to latch.countDown(). Third Process instance will change latch count as 0 after it's completion due to latch.countDown(). Zero count on latch causes main thread App to come out from await App program prints this output now : Completed

其他回答

这个来自Java Doc的例子帮助我清楚地理解了这些概念:

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() { ... }
}

视觉解释:

显然,CountDownLatch允许一个线程(这里是Driver)等待一堆正在运行的线程(这里是Worker)完成它们的执行。

如果你在调用latch.countDown()后添加一些调试,这可能会帮助你更好地理解它的行为。

latch.countDown();
System.out.println("DONE "+this.latch); // Add this debug

输出将显示Count正在递减。这个“计数”实际上是你启动的可运行任务(处理器对象)的数量,其中countDown()没有被调用,因此在主线程调用latch.await()时被阻塞。

DONE java.util.concurrent.CountDownLatch@70e69696[Count = 2]
DONE java.util.concurrent.CountDownLatch@70e69696[Count = 1]
DONE java.util.concurrent.CountDownLatch@70e69696[Count = 0]

在此链接中解释了countDownLatch的最佳实时示例

是的,你理解对了。 CountDownLatch的工作原理是闩锁,主线程将等待门被打开。一个线程等待n个线程,这是在创建CountDownLatch时指定的。

任何调用CountDownLatch.await()的线程(通常是应用程序的主线程)都将等待,直到count达到零或被另一个线程中断。所有其他线程都需要在完成或准备就绪后调用CountDownLatch.countDown()进行倒计时。

只要count达到0,等待线程就会继续。CountDownLatch的一个缺点/优点是它不可重用:一旦count达到0,就不能再使用CountDownLatch了。

编辑:

当一个线程(如主线程)需要等待一个或多个线程完成后才能继续处理时,使用CountDownLatch。

在Java中使用CountDownLatch的一个经典示例是一个服务器端核心Java应用程序,该应用程序使用服务体系结构,其中多个服务由多个线程提供,在所有服务成功启动之前应用程序不能开始处理。

注: OP的问题有一个非常简单的例子,所以我没有包括一个。

最好的选择是CyclicBarrier,如https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/concurrent/CountDownLatch.html 看到的:

CountDownLatch使用给定的计数进行初始化。由于调用了countDown()方法,await方法阻塞直到当前计数为零,在此之后所有等待的线程都被释放,并且await的任何后续调用立即返回。这是一个一次性现象——计数不能重置。如果您需要一个重置计数的版本,请考虑使用CyclicBarrier。