CountDownLatch和Atomic原子操作类源码分析


本篇内容主要讲解“CountDownLatch和Atomic原子操作类源码分析”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“CountDownLatch和Atomic原子操作类源码分析”吧!本小节和大家一起来看看 CountDownLatch 和 Atomic 打头的原子操作类,CountDownLatch 的源码非常少,看起来比较简单,但 CountDownLatch 的实际应用却不是很容易;Atomic 原子操作类就比较好理解和应用,接下来我们分别来看一下。CountDownLatch 中文有的叫做计数器,也有翻译为计数锁,其最大的作用不是为了加锁,而是通过计数达到等待的功能,主要有两种形式的等待:让一组线程在全部启动完成之后,再一起执行(先启动的线程需要阻塞等待后启动的线程,直到一组线程全部都启动完成后,再一起执行);主线程等待另外一组线程都执行完成之后,再继续执行。我们会举一个示例来演示这两种情况,但在这之前,我们先来看看 CountDownLatch 的底层源码实现,这样就会清晰一点,不然一开始就来看示例,估计很难理解。CountDownLatch 有两个比较重要的 API,分别是 await 和 countDown,管理着线程能否获得锁和锁的释放(也可以称为对 state 的计数增加和减少)。await 我们可以叫做等待,也可以叫做加锁,有两种不同入参的方法,源码如下:两个方法底层使用的都是 sync,sync 是一个同步器,是 CountDownLatch 的内部类实现的,如下:可以看出来 Sync 继承了 AbstractQueuedSynchronizer,具备了同步器的通用功能。无参 await 底层使用的是 acquireSharedInterruptibly 方法,有参的使用的是 tryAcquireSharedNanos 方法,这两个方法都是 AQS 的方法,底层实现很相似,主要分成两步:1.使用子类的 tryAcquireShared 方法尝试获得锁,如果获取了锁直接返回,获取不到锁走 2;2.获取不到锁,用 Node 封装一下当前线程,追加到同步队列的尾部,等待在合适的时机去获得锁。第二步是 AQS 已经实现了,第一步 try免费云主机域名AcquireShared 方法是交给 Sync 实现的,源码如下:获得锁的代码也很简单,直接根据同步器的 state 字段来进行判断,但还是有两点需要注意一下:获得锁时,state 的值不会发生变化,像 ReentrantLock 在获得锁时,会把 state + 1,但 CountDownLatch 不会;CountDownLatch 的 state 并不是 AQS 的默认值 0,而是可以赋值的,是在 CountDownLatch 初始化的时候赋值的,代码如下:这里的初始化的 count 和一般的锁意义不太一样,count 表示我们希望等待的线程数,在两种不同的等待场景中,count 有不同的含义:让一组线程在全部启动完成之后,再一起执行的等待场景下, count 代表一组线程的个数;主线程等待另外一组线程都执行完成之后,再继续执行的等待场景下,count 代表一组线程的个数。所以我们可以把 count 看做我们希望等待的一组线程的个数,可能我们是等待一组线程全部启动完成,可能我们是等待一组线程全部执行完成。countDown 中文翻译为倒计时,每调用一次,都会使 state 减一,底层调用的方法如下:releaseShared 是 AQS 定义的方法,方法主要分成两步:1.尝试释放锁(tryReleaseShared),锁释放失败直接返回,释放成功走22.释放当前节点的后置等待节点。第二步 AQS 已经实现了,第一步是 Sync 实现的,我们一起来看下 tryReleaseShared 方法的实现源码:从源码中可以看到,只有到 count 递减到 0 时,countDown 才会返回 true。看完 CountDownLatch 两个重要 API 后,我们来实现文章开头说的两个功能:让一组线程在全部启动完成之后,再一起执行;主线程等待另外一组线程都执行完成之后,再继续执行。代码在 CountDownLatchDemo 类中,大家可以调试看看,源码如下:从执行结果中,可以看出已经实现了以上两个功能,实现比较绕,大家可以根据注释,debug 看一看。Atomic 打头的原子操作类有很多,涉及到 Java 常用的数字类型的,基本都有相应的 Atomic 原子操作类,如下图所示:Atomic 打头的原子操作类,在高并发场景下,都是线程安全的,我们可以放心使用。我们以 AtomicInteger 为例子,来看下主要的底层实现:从源码中,我们可以看到,线程安全的操作方法,底层都是使用 unsafe 方法实现,以上几个 unsafe 方法不是使用 Java 实现的,都是线程安全的。AtomicInteger 是对 int 类型的值进行自增自减,那如果 Atomic 的对象是个自定义类怎么办呢,Java 也提供了自定义对象的原子操作类,叫做 AtomicReference。AtomicReference 类可操作的对象是个泛型,所以支持自定义类,其底层是没有自增方法的,操作的方法可以作为函数入参传递,源码如下:到此,相信大家对“CountDownLatch和Atomic原子操作类源码分析”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是百云主机网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!

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