JAVA并发编程系列(8)CountDownLatch核心原理
拼多多 D2面试，现场编程模拟拼团，10人拼团成功。限时2分钟！开始吧.....！在面试过程经常有算法题、模拟现实案例、经典功能设计、核心原理分析这种。这些看似简单，实际需要候选人有非常扎实的基础，才能应付这些八股考古面试。
和之前文章一样，我们通过现实案例出发，最后抛出主角方式带大家由浅入深了解并发编程核心知识点。
一、面试真题：模拟拼团
我们利用CountDownLatch倒计时的特性，多线程并发条件下，多线程可以调用CountDownLatch.countDown()方法进行减1，然后等候信号的线程调用CountDownLatch.await()方法，等待CountDownLatch倒数为0，会被唤醒继续执行。
package lading.java.mutithread;
import java.util.HashSet;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 模拟拼团，满10人成团
*/
public class Demo009CountDownLatch {
public static int total = 10;//成团人数
public static CountDownLatch buySuccess = new CountDownLatch(total);//倒数门闩
public static HashSet<String> customersName = new HashSet<>();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//10个线程，模拟10个客户参团，参团后CountDownLatch.countDown();
for (int i = 0; i < total; i++) {
new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
buySuccess.countDown();//参团后，计数减一
customersName.add(Thread.currentThread().getName());
}, "客户" + (i + 1) + "参团").start();
}
//主线程进行超限等待阻塞，如果CountDownLatch值为0，会被唤醒；如果超时也会唤醒继续执行
buySuccess.await(5, TimeUnit.SECONDS);//限时5秒，5秒不成团就超时
//判断是否参团成功
if (customersName.size() == total) {
System.out.println("拼团成功,参团客户有：" + customersName);
} else {
System.out.println("拼团失败，参团客户数量不足" + total + "，目前参数人数为：" + customersName);
}
}
}
二、说说CountDownLatch的核心原理
看了CountDownLatch源码，发现这个也是JUC家族兄弟，和之前说的《Semaphore信号量剖析》、《ReentrantLock核心原理剖析》有非常多相似的地方，都是AQS实现。AQS原理我们之前也说过《AQS原理剖析》，以及AQS底层通过CAS的实现，这个《JUC包之CAS原理》也有详细剖析。先看一下CountDownLatch类结构图，是JUC包里几个兄弟里代码最少最简单的一个。
其中唯一的内部类Sync，实现了AQS队列同步器。AQS里面的核心变量volatile int state，就是个共享变量。new CountDownLatch（count ）构造器变量count实际就是AQS的state。通过多线程countDown()去修改state值，达到多线程协同效果。
核心方法就2个，非常简单：
await():调用该方法的线程进行阻塞，等待count值为0被唤醒，继续执行。以及可以设置超时时间，超时后，该阻塞线程就会重行执行。
countDown():就是减一。源码如下，获取到state值后，通过CAS去减1.里面没有竞争锁的逻辑，也没有公平锁、非公平锁这些。
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
// Decrement count; signal when transition to zero
for (;;) {
int c = getState();
if (c == 0)
return false;
int nextc = c-1;
if (compareAndSetState(c, nextc))
return nextc == 0;
}
}
}三、说说CountDownLatch的await()方法是如何实现的
大佬问的很细。确实整个CountDownLatch核心的核心就是await()，方法。那个countDown()实在没啥好说的。
在具体总结一下await():
1、先判断线程是否已中断，如果中断就抛出线程中断异常。
//1 await()方法
public void await() throws InterruptedException {
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}
//2 await()里面的acquireSharedInterruptibly()
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
2、判断state值是否为0，如果是0，那就继续运行。
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}3、如果不是0，就要做线程阻塞等待的准备。具体如下：
先构建一个共享模式NODE节点，并把它放到AQS的FIFO队列里。
然后开始自旋，不断判断当前FIFO队列里，自己是否为头节点，以及判断state共享变量是否为0.就干这点事。
private void doAcquireInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
//如果自己是头节点，且state值是0，说明CountDown的倒计时已经为0，不用再等了。
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return;
}
//判断是否要挂起当前线程
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed)
//如果出现失败或者异常，就取消该节点，唤醒后续节点
cancelAcquire(node);
}
}今天就分享到这，明天我们分享CyclicBarrier。