CountDownLatch在Android中的使用

引言

在多线程编程中，常常需要对多个并发任务进行协调，以确保在继续执行后续操作之前，所有任务都已完成。Java提供了多种同步工具，其中之一就是CountDownLatch。CountDownLatch是一个很好的选择，尤其适合那些需要在一组任务完成后再执行某个操作的场景。本文将详细介绍CountDownLatch的使用方法，并提供代码示例，以帮助理解其工作原理。

CountDownLatch的基本概念

CountDownLatch是一个同步辅助类，允许一个或多个线程等待直到在其他线程中执行的一组操作完成。它的构造函数需要一个整数参数，表示倒计时的次数。这个值可以视为“计数器”，每次调用countDown()方法时，计数器减一。当计数器的值变为0时，所有在await()方法上等待的线程将被释放。

构造函数

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(int count);
  • count: 计数器的初始值。

常用方法

  • void await(): 使当前线程阻塞，直到计数器的值为0。
  • void await(long timeout, TimeUnit unit): 在指定的时间段内等待计数器减到0。
  • void countDown(): 将计数器减1。

CountDownLatch的使用场景

在Android中，我们可能会遇到以下需要异步操作协调的场景：

  1. 多个网络请求并发完成后，更新UI。
  2. 数据库初始化任务完成后，执行某个操作。
  3. 等待多个操作完成后，继续游戏流程。

以下是一个简化的示例，展示CountDownLatch如何在多个网络请求完成后更新UI。

代码示例

1. 在Android中发起多个网络请求

首先，我们需要创建一个CountDownLatch对象，设置其初始值为请求的数量。接下来，在每个请求的回调中调用countDown()，以便计数器减1。最后，在所有请求都完成后，调用await()方法，更新UI。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class NetworkRequestActivity extends AppCompatActivity {

    private TextView resultTextView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_network_request);
        
        resultTextView = findViewById(R.id.resultTextView);
        executeNetworkRequests();
    }

    private void executeNetworkRequests() {
        int requestCount = 3; // 假设我们需要进行3个网络请求
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(requestCount);
        
        // 发起多个网络请求
        for (int i = 0; i < requestCount; i++) {
            int requestId = i + 1; // 网络请求的ID
            new Thread(() -> {
                try {
                    // 模拟网络请求
                    String result = performNetworkRequest(requestId);
                    // 处理请求结果
                    Log.d("NetworkRequest", "Request " + requestId + " result: " + result);
                } finally {
                    latch.countDown(); // 忽略异常也要确保计数器减1
                }
            }).start();
        }
        
        // 等待所有请求完成
        new Thread(() -> {
            try {
                latch.await(); // 等待直到计数器归零
                runOnUiThread(() -> {
                    // 更新UI
                    resultTextView.setText("所有请求完成");
                });
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
    }

    private String performNetworkRequest(int requestId) {
        // 模拟网络请求的延迟
        try {
            Thread.sleep(2000); // 假设请求耗时2秒
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "请求" + requestId + "的结果";
    }
}

2. 代码解析

  • CountDownLatch latch = new CountDownLatch(requestCount);：我们创建了一个计数器，初始值为3。
  • for (int i = 0; i < requestCount; i++) {...}：发起3个网络请求。
  • latch.countDown();：每个请求完成后减少计数器的值。
  • latch.await();：主线程将在此处阻塞，直到所有请求完成。

3. 处理异步请求的安全性

在处理多线程编程时，要注意线程安全问题。此示例中，我们在finally块中调用countDown()，确保即使请求失败也能正确减少计数器。

类图

以下是示例中的类图，展示NetworkRequestActivity及其与CountDownLatch类的关系。

classDiagram
    class NetworkRequestActivity {
        +TextView resultTextView
        +executeNetworkRequests()
        +performNetworkRequest(int requestId) String
    }

    class CountDownLatch {
        +void await()
        +void countDown()
        +CountDownLatch(int count)
    }

    NetworkRequestActivity --> CountDownLatch

总结

CountDownLatch为我们在多线程编程中提供了一种有效的同步机制。它能够帮助开发者管理多个并发操作，并确保某个操作在所有并行任务完成后才执行。通过本示例，您可以了解到如何使用CountDownLatch在Android中管理网络请求。根据实际需求，您可以调整使用场景，如优化线程池、处理数据源等。

在实际开发中，应谨慎处理线程安全和异常情况，以确保应用的稳定性与性能。如有进一步的问题，请随时提问！