CountDownLatch

CountDownLatch是在java1.5被引入的，存在于java.util.concurrent包下。

作用：CountDownLatch这个类能够使一个线程等待其他线程完成各自的工作后再执行。例如，应用程序的主线程希望在负责启动框架服务的线程已经启动所有的框架服务之后再执行。

 

实现方式：CountDownLatch是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后，计数器的值就会减1。当计数器值到达0时，它表示所有的线程已经完成了任务，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务。

1.main thread start

2.create countDownLatch for n threads

3.create and start n threads

4.main thread wait on latch

5.n threads complete, tasks return

6.main thread resume execution

 

Sample如下：

/**

 * 案例：

 * 取到一批数据，利用两个线程对数据进行逻辑处理

 * 当处理完过后，再用这批数据做一些其它事情

 */

public class CountDownLunchTest1 {

    private static Random random = new Random(System.currentTimeMillis());

    private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);

    private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(9);

 

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

        //获取数组

        int[] data = query();

        //两次线程去操作逻辑

        for (int i = 0; i < data.length; i++) {

            executor.execute(new SimpleRunnAble(data, i, latch));

        }

        //保证所有线程执行完毕，再执行下面程序

        latch.await();

        executor.shutdown();

        //获取处理过的数据

        System.out.println("取到数字" + Arrays.toString(data));

    }

 

    static class SimpleRunnAble implements Runnable {

        private final int[] data;

        private final int index;

        private final CountDownLatch latch;

 

        SimpleRunnAble(int[] data, int index, CountDownLatch latch) {

            this.data = data;

            this.index = index;

            this.latch = latch;

        }

 

        @Override

        public void run() {

            try {

                Thread.sleep(random.nextInt(1000));

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            }

 

            int value = data[index];

            if (value % 2 == 0) {

                data[index] = value * 2;

            } else {

                data[index] = value * 10;

            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "结束");

            latch.countDown();

        }

    }

 

    private static int[] query() {

        return new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

    }

}

 

CountDownLatch.java类中定义的构造函数：

public CountDownLatch(int count){}

 

构造器中的计数值（count）实际上就是闭锁需要等待的线程数量。这个值只能被设置一次，而且CountDownLatch没有提供任何机制去重新设置这个计数值。

 

与CountDownLatch的第一次交互是主线程等待其他线程。主线程必须在启动其他线程后立即调用CountDownLatch.await()方法。这样主线程的操作就会在这个方法上阻塞，直到其他线程完成各自的任务。

 

重载的await(long timeout, TimeUnit unit)方法，提供了最大能容忍等待时间：

 

public class CountDownLunchTest2 {

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

        //new CountDownLatch(0)当为0时，latch.await()无效果

        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);

        new Thread() {

            @Override

            public void run() {

                try {

                    Thread.sleep(1000);

                    latch.countDown();

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

        }.start();

        /**

         * 最多等待10秒

         * 1.如果10秒内，没有countDown为0，10秒后发行

         * 2.如果10秒内，countDown为0，立刻发行，不用等待10秒

         */

        latch.await(10,TimeUnit.SECONDS);

        System.out.println("==========");

    }

}

 

其他N 个线程必须引用闭锁对象，因为他们需要通知CountDownLatch对象，他们已经完成了各自的任务。这种通知机制是通过 CountDownLatch.countDown()方法来完成的；每调用一次这个方法，在构造函数中初始化的count值就减1。所以当N个线程都调 用了这个方法，count的值等于0，然后主线程就能通过await()方法，恢复执行自己的任务。

 

在实时系统中的使用场景:

1.  实现最大的并行性：有时我们想同时启动多个线程，实现最大程度的并行性。例如，我们想测试一个单例类。如果我们创建一个初始计数为1的CountDownLatch，并让所有线程都在这个锁上等待，那么我们可以很轻松地完成测试。我们只需调用 一次countDown()方法就可以让所有的等待线程同时恢复执行。
2.  开始执行前等待n个线程完成各自任务：例如应用程序启动类要确保在处理用户请求前，所有N个外部系统已经启动和运行了。
3.  死锁检测：一个非常方便的使用场景是，你可以使用n个线程访问共享资源，在每次测试阶段的线程数目是不同的，并尝试产生死锁。