Java并发基础：CountDownLatch全面解析！

Java并发基础：CountDownLatch全面解析！ - 程序员古德内容概要

CountDownLatch的优点在于能够简洁高效地协调多个线程的执行顺序，确保一组线程都完成后才触发其他线程的执行，适用于资源加载、任务初始化等场景。它提供了清晰的等待/通知机制，易于理解和使用，是提升多线程程序性能和可靠性的重要工具。

核心概念

CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他一组线程完成操作，它使用一个计数器来初始化需要等待的线程数量，每当一个线程完成了它的任务，计数器就会递减，当计数器归零时，意味着所有需要等待的线程都已经完成了它们的任务，此时等待的线程（通常是一个或多个主线程）就可以继续执行了。

使用CountDownLatch可以更精确地控制线程的执行顺序和时机，例如，在一个多阶段的任务中，可能希望所有的数据预处理线程都完成后，再启动一个线程来进行数据汇总，使用CountDownLatch 可以很容易地实现这种需求。

代码案例

下面是一个简单的代码示例，演示了如何使用CountDownLatch，如下代码：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchExample {

// 定义一个包含3个计数的CountDownLatch

private static final int WORKER_THREADS = 3;

private static final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(WORKER_THREADS);

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

// 创建并启动工作线程

for (int i = 0; i < WORKER_THREADS; i++) {

new Thread(() -> {

System.out.println("工作线程" + Thread.currentThread().getId() + "正在执行任务...");

try {

// 模拟任务执行时间

Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000));

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("工作线程" + Thread.currentThread().getId() + "任务执行完毕！");

// 当前工作线程完成任务后，CountDownLatch计数减1

latch.countDown();

}).start();

}

// 主线程在此等待，直到所有工作线程都完成任务

latch.await();

System.out.println("所有工作线程都已完成任务，主线程继续执行...");

}

}

在这段代码中，定义了一个CountDownLatch实例latch，并初始化其计数为工作线程的数量（在这个例子中是3），在main方法中，创建了3个工作线程，并启动它们，每个工作线程都执行一个任务，任务完成后调用latch.countDown()方法将CountDownLatch的计数减1，主线程调用latch.await()方法等待，直到CountDownLatch的计数减为0（即所有工作线程都完成了任务）才会继续执行，当所有工作线程都完成任务后，主线程会打印出一条消息表示它可以继续执行了。

如下代码执行结果：

工作线程11正在执行任务...

工作线程12正在执行任务...

工作线程13正在执行任务...

工作线程12任务执行完毕！

工作线程11任务执行完毕！

工作线程13任务执行完毕！

所有工作线程都已完成任务，主线程继续执行...

核心API

CountDownLatch 类主要提供了以下几个核心方法：

CountDownLatch(int count)，构造函数，用来初始化一个倒计时计数器，设置初始计数值，参数 count 表示需要等待的事件数量。

void await()，使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断或发生了其他不可预料的事情，如果当前计数为零，则此方法立即返回，如果当前计数大于零，则为了使线程能够继续执行，当前线程必须禁用中断，并且锁存器计数必须减至零，或者此线程必须被其他线程中断。

boolean await(long timeout, TimeUnit unit)，使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断、超出了指定的等待时间，或者发生了其他不可预料的事情，如果当前计数为零，则此方法立即返回 true 值，如果当前计数大于零，则此方法将一直阻塞，直到以下三种情况之一发生：

锁存器计数减至零；此时方法返回 true。

其他线程中断了当前线程；此时方法抛出 InterruptedException。

已超出了指定的等待时间；此时方法返回 false。

void countDown()，递减锁存器的计数，如果计数到达零，则释放所有等待的线程，如果当前计数大于零，则将计数减少，如果新的计数为零，出于线程调度的目的，将释放所有等待的线程。

long getCount()，返回当前计数，此方法通常用于调试和测试，而不是用于同步控制，因为它可能与其他操作竞态。

其中await() 和 countDown() 是最常用的，await() 方法用于阻塞当前线程，直到计数器减至零；countDown() 方法用于将计数器减一，这两个方法通常在不同的线程中调用，以实现线程间的协调。

核心总结

Java并发基础：CountDownLatch全面解析！- 程序员古德

CountDownLatch是Java并发编程中的一把利器，它简洁易用，能有效协调多个线程的执行顺序，优点在于，它能确保一组线程都完成后，再触发其他线程的执行，这在很多场景下都非常有用，比如资源加载、任务初始化等，但同时，它也有一些局限性，比如无法重置计数，一旦计数到零，就不能再次使用了。而且，它只能等待固定数量的线程，不够灵活。