Java：CountDownLatch是否线程安全

Question

在 CountDownLatch 的文档中，我看到了以下内容：

public void run() {
      try {
        startSignal.await();
        doWork();
        doneSignal.countDown();
      } catch (InterruptedException ex) {} // return;
}

这里的 startSignal 和 doneSignal 是 CountDownLatch 对象。

文档没有提到该类是否线程安全。

- treecoder

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在这种情况下，定义“线程安全”。 - OldCurmudgeon

线程安全，在这种情况下，例如要确保只有一个线程在同一时间调用 countDown 方法。方法签名并没有说明它是同步的：public void countDown()。 - treecoder

CountDownLatch 保证了 await 方法会阻塞，直到 countDown() 方法被调用了指定的次数，无论有多少个线程同时调用它。 - Misha

Answer 1

由于它被设计为由多个线程使用，因此可以合理地假设它对大多数“线程安全”的含义是“线程安全”的。
甚至有一个“happens-before”承诺（来自您的链接：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/concurrent/CountDownLatch.html）：

内存一致性效果：在计数达到零之前，调用countDown()之前线程中的操作会先行发生于在另一个线程中相应await()成功返回之后的操作。

关于您特定问题的参考：“如果两个线程同时调用countDown会怎样？它不会只执行一次计数动作吗？” 不会，每次都会执行两个countDown。

- OldCurmudgeon

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但是调用 countDown 本身不应该同步吗？如果两个线程同时调用 countDown，那么它不仅会有效地执行一次倒计时操作吗？ - treecoder

@treecoder，你似乎把“一个方法是线程安全的”和“一个方法被同步化了”等同起来了。这是不正确的。有几种方法可以使一个方法在不同线程中是安全的，而不必将其同步化。CountDownLatch 内部使用非阻塞的、线程安全的操作。Java.util.concurrent 中的所有内容都是设计用于多个线程的。 - JB Nizet

Answer 2

是的，类或者更确切地说，在CountDownLatch对象上调用的方法是线程安全的。

为了使这些操作，如countDown()和await()线程安全，它们没有使用synchronize块或函数。相反，它们使用了比较和交换策略。 下面是证明这一点的源代码：

sync.releaseShared(1);

public final boolean releaseShared(int arg) {
    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;
        }
    }

以上代码是总体实现的一部分，您可以查看其他方法（如await()）的源代码。

- Dibyendu