07. CountDownLatch和CyclicBarrier

3y 2021-08-19 14:21:05
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面试官今天来聊聊并发相关的场景问题吧?

候选者:嗯?你说

面试官现在我有50个任务,这50个任务在完成之后,才能执行下一个「函数」,要是你,你怎么设计?

候选者:嗯,我想想哈。

候选者:可以用JDK给我们提供的线程工具类,CountDownLatch和CyclicBarrier都可以完成这个需求。

候选者:这两个类都可以等到线程完成之后,才去执行某些操作

面试官:那既然都能实现的话?那CountDownLatch和CyclicBarrier有什么什么区别呢?

候选者:主要的区别就是CountDownLatch用完了,就结束了,没法复用。而CyclicBarrier不一样,它可以复用。

面试官那如果是这样的话,那我多次用CountDownLatch不也可以解决问题吗?

候选者:….

面试官:要不今天面试就到这里就结束了?你有什么想问我的吗?

候选者:….

候选者:念在我发了这么多次红包的份上,要不来讲讲为什么这次把我挂了?

面试官:是这样的,我提出了个场景,它确实很像可以用CountDownLatch和CyclicBarrier解决

面试官:但是,作为面试者的你可以尝试向我获取更多的信息

面试官:我可没说一个任务就用一个线程处理哦

面试官:放一步讲,即便我是想考察CountDownLatch和CyclicBarrier的知识

面试官但是过程也是很重要的,我会看你思考的以及沟通的过程

候选者:…

面试官:你提到了CountDownLatch和CyclicBarrier这些关键词,不能就直接就抛给我

面试官:我是希望你能讲下什么是CountDownLatch和CyclicBarrier分别是什么意思

面试官:比如说:CountDownLatch和CyclicBarrier都是线程同步的工具类

面试官:CountDownLatch允许一个或多个线程一直等待,直到这些线程完成它们的操作

面试官:而CyclicBarrier不一样,它往往是当线程到达某状态后,暂停下来等待其他线程,等到所有线程均到达以后,才继续执行

面试官:可以发现这两者的等待主体是不一样的。

面试官:CountDownLatch调用await()通常是主线程/调用线程,而CyclicBarrier调用await()是在任务线程调用的

面试官:所以,CyclicBarrier中的阻塞的是任务的线程,而主线程是不受影响的。

候选者:….

面试官:简单叙述完这些基本概念后,可以特意抛出这两个类都是基于AQS实现的

面试官:反正你在前几次面试的过程中都说过AQS了,我知道你是懂的,你可以抛出来

面试官:至于问不问,我可能会问,也可能会不问嘛,但问的概率还是挺大的。

候选者:草,学到了

面试官:其实我在问CountDownLatch和CyclicBarrier有什么什么区别的时候,你就可以围绕源码可以给我讲讲

面试官:而不是随便说CountDownLatch是一次性的,而CyclicBarrier可在完成时重置进而重复使用就来敷衍我

面试官:比如说CountDownLatch你就可以回答:前面提到了CountDownLatch也是基于AQS实现的,它的实现机制很简单

面试官:当我们在构建CountDownLatch对象时,传入的值其实就会赋值给 AQS 的关键变量state

面试官:执行countDown方法时,其实就是利用CAS 将state 减一

面试官:执行await方法时,其实就是判断state是否为0,不为0则加入到队列中,将该线程阻塞掉(除了头结点)

面试官:因为头节点会一直自旋等待state为0,当state为0时,头节点把剩余的在队列中阻塞的节点也一并唤醒。

面试官是不是经过解释后,就会让人觉得清晰很多?

候选者:你说得对

面试官:回到CyclicBarrier上,代码也不难,重点就是await方法

面试官:从源码不难发现的是,它没有像CountDownLatch和ReentrantLock使用AQS的state变量,而CyclicBarrier是直接借助ReentrantLock加上Condition 等待唤醒的功能 进而实现的

面试官:在构建CyclicBarrier时,传入的值会赋值给CyclicBarrier内部维护count变量,也会赋值给parties变量(这是可以复用的关键)

面试官:每次调用await时,会将count -1 ,操作count值是直接使用ReentrantLock来保证线程安全性

面试官:如果count不为0,则添加则condition队列中

面试官:如果count等于0时,则把节点从condition队列添加至AQS的队列中进行全部唤醒,并且将parties的值重新赋值为count的值(实现复用)

面试官是不是不难?

面试官:再简单总结下:CountDownlatch基于AQS实现,会将构造CountDownLatch的入参传递至state,countDown()就是在利用CAS将state减-1,await()实际就是让头节点一直在等待state为0时,释放所有等待的线程

面试官:而CyclicBarrier则利用ReentrantLock和Condition,自身维护了count和parties变量。每次调用await将count-1,并将线程加入到condition队列上。等到count为0时,则将condition队列的节点移交至AQS队列,并全部释放。

面试官:等你讲完这一套东西时,时间已经过了好几分钟了

面试官:一般我也不会用一个问题探讨太久,觉得还可以就问下一个问题了。

候选者:学到了

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