CountDownLatch介紹
CountDownLatch是一個同步工具類，它允許一個或多個線程一直等待偎肃，直到其他線程執(zhí)行完后再執(zhí)行。例如滞详，應(yīng)用程序的主線程希望在負(fù)責(zé)啟動框架服務(wù)的線程已經(jīng)啟動所有框架服務(wù)之后執(zhí)行紊馏。
CountDownLatch原理
CountDownLatch是通過一個計數(shù)器來實現(xiàn)的，計數(shù)器的初始化值為線程的數(shù)量稀火。每當(dāng)一個線程完成了自己的任務(wù)后赌朋，計數(shù)器的值就相應(yīng)得減1。當(dāng)計數(shù)器到達0時赡若，表示所有的線程都已完成任務(wù)团甲，然后在閉鎖上等待的線程就可以恢復(fù)執(zhí)行任務(wù)。
CountDownLatch的偽代碼
Main thread start
Create CountDownLatch for N threads
Create and start N threads
Main thead wait on latch
N threads completes there tasks are returns
Main thread resume execution
CountDownLatch.java中定義的構(gòu)造函數(shù)
//用等待的線程數(shù)量來進行初始化
public void CountDownLatch(int count){...}
計數(shù)器count是閉鎖需要等待的線程數(shù)量身腻，只能被設(shè)置一次，且CountDownLatch沒有提供任何機制去重新設(shè)置計數(shù)器count脐区。
與CountDownLatch的第一次交互是主線程等待其他線程她按。主線程必須在啟動其他線程后立即調(diào)用CountDownLatch.await()方法。這樣主線程的操作就會在這個方法上阻塞媒佣，直到其他線程完成各自的任務(wù)陵刹。
其他N個線程必須引用CountDownLatch閉鎖對象，因為它們需要通知CountDownLatch對象授霸，它們各自完成了任務(wù)碘耳；這種通知機制是通過CountDownLatch.countDown()方法來完成的框弛；每調(diào)用一次，count的值就減1瑟枫，因此當(dāng)N個線程都調(diào)用這個方法慷妙，count的值就等于0，然后主線程就可以通過await()方法膝擂，恢復(fù)執(zhí)行自己的任務(wù)。
在實時系統(tǒng)中的使用場景
- 實現(xiàn)最大的并行性：有時我們想同時啟動多個線程狞山，實現(xiàn)最大程度的并行性叉寂。例如，我們想測試一個單例類勘纯。如果我們創(chuàng)建一個初始計數(shù)器為1的CountDownLatch，并讓其他所有線程都在這個鎖上等待腌逢，只需要調(diào)用一次countDown()方法就可以讓其他所有等待的線程同時恢復(fù)執(zhí)行超埋。
- 開始執(zhí)行前等待N個線程完成各自任務(wù)：例如應(yīng)用程序啟動類要確保在處理用戶請求前，所有N個外部系統(tǒng)都已經(jīng)啟動和運行了媒惕。
- 死鎖檢測：一個非常方便的使用場景是你用N個線程去訪問共享資源来庭，在每個測試階段線程數(shù)量不同，并嘗試產(chǎn)生死鎖月弛。
CountDownLatch使用例子
模擬一個應(yīng)用程序啟動類帽衙，開始就啟動N個線程，去檢查N個外部服務(wù)是否正常并通知閉鎖厉萝；啟動類一直在閉鎖上等待，一旦驗證和檢查了所有外部服務(wù)章母，就恢復(fù)啟動類執(zhí)行翩剪。
BaseHealthChecker.java :這個類是實現(xiàn)了Runnable接口，負(fù)責(zé)所有特定的外部服務(wù)健康檢查的基類舞肆。
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public abstract class BaseHealthChecker implements Runnable {
private CountDownLatch _latch;
private String _serviceName;
private boolean _serviceUp;
public BaseHealthChecker(String serviceName, CountDownLatch latch)
{
super();
this._latch = latch;
this._serviceName = serviceName;
this._serviceUp = false;
}
@Override
public void run() {
try {
verifyService();
_serviceUp = true;
} catch (Throwable t) {
t.printStackTrace(System.err);
_serviceUp = false;
} finally {
if(_latch != null) {
_latch.countDown();
}
}
}
public String getServiceName() {
return _serviceName;
}
public boolean isServiceUp() {
return _serviceUp;
}
public abstract void verifyService();
}
NetworkHealthChecker.java,DatabaseHealthChecker.java和CacheHealthChecker.java都繼承自BaseHealthChecker椿胯，引用CountDownLatch實例剃根，除了服務(wù)名和休眠時間不同外，都實現(xiàn)各自的verifyService方法廉油。
NetworkHealthChecker.java類
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class NetworkHealthChecker extends BaseHealthChecker
{
public NetworkHealthChecker (CountDownLatch latch)
{
super("Network Service", latch);
}
@Override
public void verifyService()
{
System.out.println("Checking " + this.getServiceName());
try
{
Thread.sleep(7000);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.getServiceName() + " is UP");
}
}
DatabaseHealthChecker.java類
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class DatabaseHealthChecker extends BaseHealthChecker
{
public DatabaseHealthChecker (CountDownLatch latch)
{
super("Database Service", latch);
}
@Override
public void verifyService()
{
System.out.println("Checking " + this.getServiceName());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.getServiceName() + " is UP");
}
}
CacheHealthChecker.java類
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class CacheHealthChecker extends BaseHealthChecker
{
public CacheHealthChecker (CountDownLatch latch)
{
super("Cache Service", latch);
}
@Override
public void verifyService()
{
System.out.println("Checking " + this.getServiceName());
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.getServiceName() + " is UP");
}
}
ApplicationStartupUtil.java:是一個主啟動類抒线，它負(fù)責(zé)初始化閉鎖，然后等待所有服務(wù)都被檢查完成嘶炭，再恢復(fù)執(zhí)行。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ApplicationStartupUtil
{
private static List<BaseHealthChecker> _services;
private static CountDownLatch _latch;
private ApplicationStartupUtil()
{
}
private final static ApplicationStartupUtil INSTANCE = new ApplicationStartupUtil();
public static ApplicationStartupUtil getInstance()
{
return INSTANCE;
}
public static boolean checkExternalServices() throws Exception
{
_latch = new CountDownLatch(3);
_services = new ArrayList<BaseHealthChecker>();
_services.add(new NetworkHealthChecker(_latch));
_services.add(new CacheHealthChecker(_latch));
_services.add(new DatabaseHealthChecker(_latch));
Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(_services.size());
for(final BaseHealthChecker v : _services)
{
executor.execute(v);
}
_latch.await();
for(final BaseHealthChecker v : _services)
{
if( ! v.isServiceUp())
{
return false;
}
}
return true;
}
}
測試代碼檢測閉鎖功能：
public class Main {
public static void main(String[] args)
{
boolean result = false;
try {
result = ApplicationStartupUtil.checkExternalServices();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("External services validation completed !! Result was :: "+ result);
}
}
執(zhí)行結(jié)果：
Checking Network Service
Checking Cache Service
Checking Database Service
Database Service is UP
Cache Service is UP
Network Service is UP
External services validation completed !! Result was :: true
工作中的使用（優(yōu)雅地完成初始化）
在移動應(yīng)用開發(fā)中（以Android為例），隨著功能的增多寺渗，應(yīng)用初始化工作開始增多兰迫，網(wǎng)絡(luò)，賬號涡拘，推送服務(wù)须鼎，預(yù)加載數(shù)據(jù)等依次登場府蔗，開發(fā)人員都會臨時在Application中找到現(xiàn)有初始化邏輯，將自己的代碼插在其中姓赤。隨著版本的迭代，新老員工的交替蝌焚，幾乎沒人能對應(yīng)用的初始化過程完全了解誓斥，刪除一行初始化代碼甚至移動位置都可能造成嚴(yán)重的后果。
應(yīng)用初始化過程極其重要毕谴，它是應(yīng)用后續(xù)平穩(wěn)運行的前提和保證。開發(fā)初始化配置模塊（公司內(nèi)部開源不宜公開）循帐，更好地管理初始化邏輯舀武，對初始化地工作進行分層，分優(yōu)先級银舱，多線程地規(guī)劃，進而在大幅提升初始化效率柿顶，同時還有完整地日志監(jiān)控體系功能操软。有了它，規(guī)劃整個初始化工作將簡單而優(yōu)雅
參考
