CountDownLatch:Java中的同步工具

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS PostgreSQL,高可用系列 2核4GB
RDS MySQL Serverless 高可用系列,价值2615元额度,1个月
简介: CountDownLatch:Java中的同步工具

多线程编程中,有时需要等待一个或多个线程完成它们的任务,然后再继续执行下一步操作。这种场景下,我们可以使用CountDownLatch来实现等待-通知机制。

理解CountDownLatch

CountDownLatch是Java中的一个同步工具,它允许一个或多个线程等待其他线程完成它们的操作后再继续执行。CountDownLatch包含一个计数器,该计数器初始化为一个正整数N。当一个线程完成一个操作时,计数器的值会减1。当计数器的值变为0时,所有等待中的线程将被释放。


CountDownLatch通常用于实现等待-通知机制,其中一个或多个线程等待其他线程完成它们的操作,然后再继续执行。例如,在一个多线程程序中,主线程可以使用CountDownLatch来等待所有工作线程完成它们的任务,然后再继续执行下一步操作。


使用CountDownLatch

下面是一个简单的示例,演示如何使用CountDownLatch:

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class CountDownLatchExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread 1 is running");
            latch.countDown();
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread 2 is running");
            latch.countDown();
        });
        Thread t3 = new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread 3 is running");
            latch.countDown();
        });
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        latch.await();
        System.out.println("All threads have completed their tasks");
    }
}

在这个例子中,我们创建了一个CountDownLatch对象,计数器的初始值为3。然后,我们创建了三个线程t1、t2和t3,它们各自完成自己的任务,并调用了CountDownLatch的countDown()方法来减少计数器的值。最后,我们调用CountDownLatch的await()方法来等待所有线程完成它们的任务。当计数器的值变为0时,await()方法将返回,主线程将继续执行下一步操作。


实践中的CountDownLatch

最近需要删除公司的S3上的大量文件以及对应的MySQL中存储的索引。

由于要删除的量级比较大,且公司的S3没有开放批量删除的接口,因此一开始引入了多线程:

public void physicallyDelete(List<String> idList) {
  int pageId = 1;
  boolean isHasNextPage;
  do {
    PageHelper.startPage(pageId, Constants.DEFAULT_PAGE_SIZE);
    List<Info> infoList = infoDAO.getByIdList(idList);
    PageInfo<Info> page = new PageInfo<>(infoList);
    isHasNextPage = page.isHasNextPage();
    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted();
    infoList.forEach(info ->
      threadPool.execute(() -> {
          deleteS3AndMySQL(info);
      }));
    LOGGER.info("s3和数据库删除成功, size:{}, cost:{}", infoList.size(),
      stopwatch.stop().elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS));
  } while (isHasNextPage);
}
private void deleteS3AndMySQL(Info info) {
  String key = getKeyFromS3Url(info.getVideoUrl());
  try {
    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted();
    S3Manager.deleteFile(bucketName, key);
    LOGGER.info("s3删除成功, bucket:{}, key:{}, cost:{}", bucketName, key,
      stopwatch.stop().elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS));
  } catch (Exception e) {
    LOGGER.error("s3删除失败, bucket:{}, key:{}", bucketName, key, e);
    return;
  } 
    infoDAO.physicallyDeleteByIdList(Collections.singletonList(info.getId()));
}


但是发现了一个问题,从理论上来讲,删除一个S3上的文件,应该对应删除一条MySQL上的记录;但是在日志中发现,每删除一条MySQL上的记录,就多次重复触发了删除S3上的对应文件。


排查发现,由于在physicallyDelete方法中存在分页查询,有可能在deleteS3AndMySQL方法中已经删除了S3,但尚未删除MySQL中的记录时,已经进行了分页查询下一页,线程池中的其他线程又运行了deleteS3AndMySQL方法,导致重复调用了S3的删除接口。


为了解决这个问题,我们可以引入CountDownLatch,代码如下:

public void physicallyDelete(List<String> idList) {
    int pageId = 1;
    boolean isHasNextPage;
    do {
      PageHelper.startPage(pageId, Constants.DEFAULT_PAGE_SIZE);
      List<Info> infoList = infoDAO.getByIdList(idList);
      PageInfo<Info> page = new PageInfo<>(infoList);
      isHasNextPage = page.isHasNextPage();
    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(infoList.size());
      Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted();
      infoList.forEach(info ->
          threadPool.execute(() -> {
              try {
          deleteS3AndMySQL(info);
        } catch (Exception e) {
          LOGGER.info("deleteS3AndMySQL error", e);
        } finally {
          latch.countDown();
        }
        }));
    LOGGER.info("s3和数据库删除成功, size:{}, cost:{}", infoList.size(), stopwatch.stop().elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS));
      try {
          latch.await();
      } catch (Exception e) {
          LOGGER.info("latch.await异常", e);
          Thread.currentThread().interrupt();
      }
    } while (isHasNextPage);
}

这样,由于CountDownLatch的存在,就会等到线程池中的线程将分页查出的全部数据处理完毕后,再去查出下一页数据进行处理,从而避免多次重复调用S3删除接口。

总结

CountDownLatch是Java中的一个同步工具,它允许一个或多个线程等待其他线程完成它们的操作后再继续执行。CountDownLatch通常用于实现等待-通知机制,其中一个或多个线程等待其他线程完成它们的操作,然后再继续执行。在多线程编程中,CountDownLatch是一种非常有用的工具,可以帮助我们实现复杂的同步逻辑。

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