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

CountDownLatch：

　　可以让一个线程等待其他线程完成了各自的工作之后再执行。比如说一个切菜，一个人切肉，都准备完毕之后才能炒肉。

构造方法：

public CountDownLatch(int count)  count等待的线程数量

关键API：

countDown()   分线程执行完减少计数

await()        主线程等待调用

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

        System.out.println("等待食材准备完毕...");
        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();
//            }
//        },"线程1").start();
//        new Thread(()-> {
//            try {
//                countDownLatchTest.method2();
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
//        },"线程2").start();
//
//        System.out.println("等待食材准备完毕...");
//        countDownLatch.await();
//        System.out.println("炒肉...");

    }

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

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

原理解析：

1.从构造方法进去我们可以看到又是一个熟悉的Sync内部类继承了AbstractQueuedSynchronizer，入参的数量被赋值到AbstractQueuedSynchronizer的state字段。

2.await方法会去判断state是否等于0，如果不等于0，说明其他线程还没有执行完毕。就会执行doAcquireSharedInterruptibly这个方法，将当前这个调用await方法的线程入队阻塞。

（调用链：await()-sync.acquireSharedInterruptibly-sync.tryAcquireShared-doAcquireSharedInterruptibly）

3.countDown方法，每调一次就会将state的值减1，当扣减到0的时候去唤醒上面等待的主线程执行（调用链：countDown-sync.releaseShared-sync.tryReleaseShared-doReleaseShared（减到0才会执行这方法））

CyclicBarrier：

篱栅，顾名思义有拦截作用。它可以让一组线程到达栅栏时被阻塞，直到最后一个线程到达，才放行通过。比如玩LOL，需要等待所有玩家进度条100%了，才能进入游戏

构造方法：

CyclicBarrier(int parties)      parties：阻塞的线程数量

CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)  parties：阻塞的线程数量  barrierAction：当最后一个线程到达是先执行这个任务，再去执行后面的流程。

关键API：

await()  到达栅栏点等待。调用次数要和入参数量一致，否则会一致阻塞的等待。

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() + "进度条100%... ");
            cyclicBarrier.await();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(11, new Runnable() {//11个是因为还有一个主线程也在等待
                    public void run() {
                        System.out.println("所有人进度条100%，准备开始游戏");
                    }
                });
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(new CyclicBarrierTest(cyclicBarrier), "线程" + i).start();
        }
        cyclicBarrier.await();
        Thread.sleep(300);
        System.out.println("开始游戏....");
    }

}

原理解析：

1.默认每个CyclicBarrier对象有一把锁ReentrantLock和Condition

2.将构造方法的入参数量赋值到count字段中。后续都是在count字段上面进行操作。

3.await的调用会将count的数量-1，如果扣减到0.则会先执行构造方法传入的任务（如果传了），并且重置计数器刷新栅栏，将许可数据重新赋值给count字段（可以重复使用），唤醒条件等待的线程

 

 4.如果扣减完成之后还没有到0.说明还有线程没有到达栅栏点。则进入条件队列阻塞等到，等到最后一个到达时候，才被唤醒

 两者比较：

CountDownLatch和CyclicBarrier，最终实现效果看起来都差不多，都是等待分支线程执行完毕，再往下执行。然后CyclicBarrier这个可以重复使用，因为会去刷新count的数量。CountDownLatch不会重新刷新state字段的值。当第二次await执行的时候一看state是0就直接放行了，所以一个CountDownLatch对象只能使用一次。

原理上CountDownLatch是阻塞主线程，分支线线程执行完毕将state扣减到0了之后唤醒主线程去执行，CyclicBarrier则是所有线程到达栅栏点都会阻塞等待。直到后一个到达才唤醒所有的阻塞线程。