CountDownLatch和Atomic原子操作类源码解析

public void await() throws InterruptedException {
    sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}
// 带有超时时间的，最终都会转化成毫秒
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)
    throws InterruptedException {
    return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}

private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {}

// 如果当前同步器的状态是 0 的话，表示可获得锁
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
    return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}

// 初始化,count 代表 state 的初始化值
public CountDownLatch(int count) {
    if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
    // new Sync 底层代码是 state = count;
    this.sync = new Sync(count);
}

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

// 对 state 进行递减，直到 state 变成 0；
// state 递减为 0 时，返回 true，其余返回 false
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
    // 自旋保证 CAS 一定可以成功
    for (;;) {
        int c = getState();
        // state 已经是 0 了，直接返回 false
        if (c == 0)
            return false;
        // 对 state 进行递减
        int nextc = c-1;
        if (compareAndSetState(c, nextc))
            return nextc == 0;
    }
}

public class CountDownLatchDemo {
  // 线程任务
  class Worker implements Runnable {
    // 定义计数锁用来实现功能 1
    private final CountDownLatch startSignal;
    // 定义计数锁用来实现功能 2
    private final CountDownLatch doneSignal;
    Worker(CountDownLatch startSignal, CountDownLatch doneSignal) {
      this.startSignal = startSignal;
      this.doneSignal = doneSignal;
    }
		// 子线程做的事情
    public void run() {
      try {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" begin");
        // await 时有两点需要注意：await 时 state 不会发生变化，2：startSignal 的state初始化是 1，所以所有子线程都是获取不到锁的，都需要到同步队列中去等待，达到先启动的子线程等待后面启动的子线程的结果
        startSignal.await();
        doWork();
        // countDown 每次会使 state 减一，doneSignal 初始化为 9，countDown 前 8 次执行都会返回 false (releaseShared 方法)，执行第 9 次时，state 递减为 0，会 countDown 成功，表示所有子线程都执行完了，会释放 await 在 doneSignal 上的主线程
        doneSignal.countDown();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" end");
      } catch (InterruptedException ex) {
      } // return;
    }
    void doWork() throws InterruptedException {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"sleep 5s …………");
      Thread.sleep(5000l);
    }
  }
  @Test
  public void test() throws InterruptedException {
    // state 初始化为 1 很关键，子线程是不断的 await，await 时 state 是不会变化的，并且发现 state 都是 1，所有线程都获取不到锁
    // 造成所有线程都到同步队列中去等待，当主线程执行 countDown 时，就会一起把等待的线程给释放掉
    CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);
    // state 初始化成 9，表示有 9 个子线程执行完成之后，会唤醒主线程
    CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(9);
    for (int i = 0; i < 9; ++i) // create and start threads
    {
      new Thread(new Worker(startSignal, doneSignal)).start();
    }
    System.out.println("main thread begin");
    // 这行代码唤醒 9 个子线程，开始执行(因为 startSignal 锁的状态是 1，所以调用一次 countDown 方法就可以释放9个等待的子线程)
    startSignal.countDown();
    // 这行代码使主线程陷入沉睡，等待 9 个子线程执行完成之后才会继续执行(就是等待子线程执行 doneSignal.countDown())
    doneSignal.await();           
    System.out.println("main thread end");
  }
}

private volatile int value;
// 初始化
public AtomicInteger(int initialValue) {
    value = initialValue;
}
// 得到当前值
public final int get() {
    return value;
}
// 自增 1，并返回自增之前的值    
public final int getAndIncrement() {
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
}
// 自减 1，并返回自增之前的值    
public final int getAndDecrement() {
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1);
}

// 对 x 执行 accumulatorFunction 操作
// accumulatorFunction 是个函数，可以自定义想做的事情
// 返回老值
public final V getAndAccumulate(V x,
                                BinaryOperator<V> accumulatorFunction) {
    // prev 是老值，next 是新值
    V prev, next;
    // 自旋 + CAS 保证一定可以替换老值
    do {
        prev = get();
        // 执行自定义操作
        next = accumulatorFunction.apply(prev, x);
    } while (!compareAndSet(prev, next));
    return prev;
}