Java CountDownLatch的使用方法

摘要：介绍Java中CountDownLatch的使用方法，重点包括计数器的值、countDown和await。计数器的值表示任务线程的个数，每次countDown都会使计数减一，减到0的时候调用await方法的线程就不再被阻塞。

综述

  CountDownLatch一般被称作"计数器"，计数器的初始值是线程的数量，是一个同步工具类，用来协调多个线程之间的同步。其中，count down是倒数的意思，latch则是门闩的含义，整体含义可以理解为倒数的门栓；有一点“三二一，芝麻开门”的感觉。

  CountDownLatch在初始化时，需要指定一个正整数作为计数器起始值，每当一个线程执行完毕后，计数器就被countDown方法减1，当计数器为0时，表示所有线程都执行完毕，然后在闭锁上等待的线程就被唤醒，恢复工作。从线程执行状态的角度分析，就是允许一个或多个线程等待，直到其它线程执行完成才继续往下走。

  CountDownLatch是在java 1.5 被引入的，与它一起被引入的工具类还包括CyclicBarrier、Semaphore、ConcurrentHashMap和BlockingQueue等，它们都位于java.util.cucurrent包下。

  CountDownLatch的计数器无法被重置，当计数器被减到0时，调用await方法会直接返回。这一点有别于Semaphore，Semaphore是可以通过release操作恢复信号量的。

CountDownLatch类

  CountDownLatch 类提供了三个核心构造器：

//参数count为计数值，即线程个数
public CountDownLatch(int count) {  };  
    /**
     * Causes the current thread to wait until the latch has counted down to
     * zero, unless the thread is {@linkplain Thread#interrupt interrupted}.
     *
     * <p>If the current count is zero then this method returns immediately.
     *
     * 调用await()方法的线程会被挂起，直到count值为0才继续执行
     */
public void await() throws InterruptedException { };   
//和await()类似，只不过等待一定的时间后，如果计数器的值还没倒数至0，就会被唤醒继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };  
    /**
     * Decrements the count of the latch, releasing all waiting threads if
     * the count reaches zero.
     * 每次减少一个门闩数，如果等于零，则释放等待线程
     * <p>If the current count is greater than zero then it is decremented.
     * If the new count is zero then all waiting threads are re-enabled for
     * thread scheduling purposes.
     *
     * <p>If the current count equals zero then nothing happens.
     */
public void countDown() { }; 

  如果想使线程处于等待状态，则调用await()方法，此线程一般是主线程。温馨提示，await()方法并没有规定只能由一个线程执行，如果多个线程同时执行await()方法，那么这几个线程都将处于等待状态，并且以共享模式享有同一把锁。另外，当同一个线程多次调用countDown()方法时，每次都会使计数器减一；

  简单总结一下，CountDownLatch有三个重点：计数器的值、await、countDown。计数器的值表示任务线程的个数，每次countDown都会使计数减一，减到0的时候await方法所在的线程就不再被阻塞。

使用场景

  CountDownLatch非常适合于对任务进行拆分，使其并行执行，实现最大的并行性。某一线程A在开始运行前一直被阻塞，需等待n个其它线程执行完毕，则需将CountDownLatch的计数器初始化为 new CountDownLatch(n)，每当一个任务线程执行完毕，则调用countDown()函数使得计数器减一；当计数器变为0时，在CountDownLatch上await()的线程A就会被唤醒。

  例1，会计汇总一年的财务报表时，可以把任务按照季度拆分为四份，那么就可以将这个大任务拆分为4个子任务，分别交由4个财务（线程）执行，执行完成之后再由主财务（主线程）进行财务汇总。此时，总的执行时间将决定于执行最慢的任务，通常来看，还是可以大大减少总的执行时间。

  假2，有10个线程需要加载一些资源，而另外一个线程A必须在所有资源被加载完成后才能继续执行，那么我们可以new一个CountDownLatch(10)的闭锁，每个加载资源的线程执行完后都调用countDown()函数，而线程A则在需要的资源准备齐全之前因调用await函数而被阻塞，当计数器的值为0时，线程A就会被唤醒继续执行。

知行合一

  案例请戳《Java 使用线程池和CountDownLatch分批插入或者更新数据》。

结束语

  JUC CountDownLatch是一个同步工具类，用来协调多个线程之间的同步。这个工具通常用来控制线程等待，它可以让某一个线程等待直到倒计时结束，再开始执行。原理：它通过一个计数器来实现的，计数器的初始化值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后，计数器的值就减一。当计数器递减至零时，表示所有的线程都已完成任务，然后在闭锁上等待的线程就被唤醒，恢复执行任务。

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