CountDownLatch

2016年面试某公司,一上来让我先写段代码。题目是一个长度是N的整型数组,开启N个线程让数组每个元素加上一个随机数,然后再求出这个数组的所有元素之和。
这道题考察线程之间的同步,主线程等待其他线程完成工作之后,再做自己的工作,可用CountDownLatch。

A synchronization aid that allows one or more threads to wait until a set of operations being performed in other threads completes.

final static int[] array = new int[10];

static class Worker implements Runnable {
    private CountDownLatch latch;
    private int index;

    public Worker(CountDownLatch latch, int index) {
        this.latch = latch;
        this.index = index;
    }

    @Override
    public void run() {
        array[index] += ThreadLocalRandom.current().nextInt();
        latch.countDown();
    }
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        new Thread(new Worker(latch, i)).start();
    }
    latch.await(); // 等待
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        sum += array[i];
    }
    System.out.println(sum);
}

这段代码简洁明了,但还是有需要留心的地方。比如static的使用,static类只能访问static修饰的变量。再比如,公共访问的变量没有必要传入到每个线程里,用final修饰即可。

我当时用的是以下方法来判断,这是不准确的:

public static int activeCount() {
    return currentThread().getThreadGroup().activeCount();
}

还可以使用java.lang.Thread#join()

List<Thread> threads = new ArrayList<Thread>(N);
     for (int i = 0; i < N; i++) {
       Thread thread = new Thread(new Worker(i));
       threads.add(thread);
       thread.start();
     }

     // wait until done
     for (Thread thread : threads)
       thread.join();
   }

thread.join()不能写在第一个循环里,否则主线程会在这一行阻塞,每启动一个线程会等待它结束,再会去启动下一个线程。

还可以使用线程池:

   ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        executorService.submit(new Worker(i));
    }
    executorService.shutdown(); // 禁止提交任务,但已提交的会完成
    while (!executorService.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS)) {
        System.out.println("线程池尚未关闭");
    }

awaitTermination方法:接收人timeout和TimeUnit两个参数,用于设定超时时间及单位。当等待超过设定时间时,会监测ExecutorService是否已经关闭,若关闭则返回true,否则返回false。一般情况下会和shutdown方法组合使用。
最后看一段JDK文档中的代码:

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() { ... }
 } 

参考资料:CountDownLatch (Java Platform SE 8 )

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