CountDownLatch理解

　　CountDownLatch使用方法非常简单，主要就是两个方法，await()方法和countDown()方法，await()方法会使线程阻塞。countDown()会将线程同步状态减1，当同步状态为0使唤醒线程。

还是通过源码来理解这个类。

public CountDownLatch(int count) {
        if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
        this.sync = new Sync(count);
    }

public class CountDownLatch {
    /**
     * Synchronization control For CountDownLatch.
     * Uses AQS state to represent count.
     */
    private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;

        Sync(int count) {
            setState(count);
        }

        int getCount() {
            return getState();
        }

        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }

与重入锁一样，也是有一个内部Sync类。从代码中可以看出，这个类得初始化需要设置一个大于0得count，这个count用来标记线程的同步状态。构造方法就不多说了，这里主要讲最重要的await()和countDown()方法。

public void await() throws InterruptedException {
        sync.acquireSharedInterruptibly(1);
    }

public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        if (Thread.interrupted())
　　　　　　　// 判断线程是否处于阻塞状态，如果是，抛出异常
            throw new InterruptedException();
        if (tryAcquireShared(arg) < 0)   //内部Sync类中的方法，线程同步状态为0，返回1，否则返回-1
            doAcquireSharedInterruptibly(arg);
    }

然后我们再来看doAcquireSharedInterruptibly(arg)这个方法

private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
        throws InterruptedException {
　　　　　//生成一个共享模式的新节点，并且将这个节点添加到同步队列的队尾
        final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
        boolean failed = true;
        try {
            for (;;) {
　　　　　　　　　　//找到这个节点的前一个节点
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head) {
　　　　　　　　　　　　// 如果前一个节点是head节点，也就是说这个节点处于同步队列的最前面
                    int r = tryAcquireShared(arg);
                    if (r >= 0) {
　　　　　　　　　　　　　　// 查询线程的同步状态，如果大于等于0，将这个节点置为head节点。并且唤醒这个线程
                        setHeadAndPropagate(node, r);
                        p.next = null; // help GC
                        failed = false;
                        return;
                    }
                }
                // 判断是否需要将当前线程阻塞
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    parkAndCheckInterrupt())
                    throw new InterruptedException();
            }
        } finally {
            if (failed)
                // 如果失败，将这个节点从同步队列移除
                cancelAcquire(node);
        }
    }

这里涉及到了三个方法，setHeadAndPropagate(),shouldPardAfterFailedAcquire()和cancelAcquire()方法，下面一一介绍。不过在这之前先要说一下Node的几种等待状态，他方便后面理解代码。

（1）CANCELLED：值为1，由于在同步队列中等待的线程等待超时或被中断，需要从同步队列中取消等待，节点进入该状态将不会变化

（2）SINGAL：值为-1，后继节点的线程处于等待状态，当前节点如果释放了同步状态，将会通知后继节点，使后继节点得以运行

（3）CONDITION：值为-2，节点在等待队列中（这个在Condition的博客里会讲到），节点线程等待在Condition上，当其他线程对Condition调用了singal后，该节点会从等待队列转移到同步队列，加入到对同步状态的获取中去

（4）PROPAGEATE：值为-3，表示下一次共享式同步状态获取将会无条件被传播下去

private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
        Node h = head; // Record old head for check below
        // 将这个节点设置为head节点
　　　　　setHead(node);
        if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
            (h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
            Node s = node.next;
            if (s == null || s.isShared())
                // 唤醒处于同步队列最前面的线程，这个方法后面再说
                doReleaseShared();
        }
    }

private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
        int ws = pred.waitStatus;
        if (ws == Node.SIGNAL)
            return true;
        if (ws > 0) {
            // 如果等待状态大于0，也就是处于CANCELLED状态，这里的循环是为了过滤同步状态中等待状态为CANCELLED的节点
            do {
                node.prev = pred = pred.prev;
            } while (pred.waitStatus > 0);
            pred.next = node;
        } else {
            // CAS操作，将前置节点的等待状态设置为SIGNAL
            compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
        }
        return false;
    }

private void cancelAcquire(Node node) {
        // Ignore if node doesn't exist
        if (node == null)
            return;

        node.thread = null;
        // 声明node的前置节点pred
        Node pred = node.prev;
        // 过滤掉同步队列中等待状态为CANCELLED的节点
        while (pred.waitStatus > 0)
            node.prev = pred = pred.prev;
        // 声明pred的下一个节点predNext
        Node predNext = pred.next;

        node.waitStatus = Node.CANCELLED;

        //如果node为尾节点，设置pred为tail节点，并且设置pred的next节点为null
        if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) {
            compareAndSetNext(pred, predNext, null);
        } else {
            int ws;
            if (pred != head &&
                ((ws = pred.waitStatus) == Node.SIGNAL ||
                 (ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL))) &&
                pred.thread != null) {
                Node next = node.next;
                if (next != null && next.waitStatus <= 0)
                    // 设置node节点的下一个节点为pred的下一个节点
                    compareAndSetNext(pred, predNext, next);
            } else {
                //唤醒线程
                unparkSuccessor(node);
            }

            node.next = node; // help GC
        }
    }

整个await()方法的所有代码就是这些。如果认真看源代码并且仔细梳理的话会发现其实也没那么难懂，下面介绍countDown()方法。

public void countDown() {
        sync.releaseShared(1);
    }

public final boolean releaseShared(int arg) {
        //线程同步状态-1，如果状态为0返回true，否则返回false
        if (tryReleaseShared(arg)) {
            doReleaseShared();
            return true;
        }
        return false;
    }

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;
            }
        }

相信看代码已经很清楚了，那么我们再来看doReleaseShared()这个方法。

private void doReleaseShared() {
        for (;;) {
            Node h = head;
            if (h != null && h != tail) {
                int ws = h.waitStatus;
                if (ws == Node.SIGNAL) {
                    // 如果等待状态为SIGNAL，将head节点的等待状态改为0，如果成功，唤醒线程
                    if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
                        continue;            // loop to recheck cases
                    unparkSuccessor(h);
                }
                else if (ws == 0 &&
                         !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
                    continue;                // loop on failed CAS
            }
            // 如果执行了unparkSuccessor(h)方法，head节点会变化，这样下面的h == head就不成立了，就会继续执行循环
            if (h == head)                   // loop if head changed
                break;
        }
    }

整个CountDownLatch类，我断断续续看了几天才看完，主要是开始看AQS这个类感觉比较绕，就看的不是很认真，比较浮躁。其实如果真正用心，跟着代码一步一步去走，一步一步去理解也没那么难，然后通过debug跟着代码去走，查看每一步做了什么，变量，属性的变化，这样有助于深刻理解代码。