Java多线程与并发库高级应用之倒计时计数器

CountDownLatch 类是一个倒计时计数器，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。用给定的计数初始化 CountDownLatch。由于调用了countDown() 方法，所以在当前计数到达零之前，await 方法会一直受阻塞。之后，会释放所有等待的线程，await 的所有后续调用都将立即返回。

CountDownLatch 是一个通用同步工具，它有很多用途。将计数1初始化的 CountDownLatch 用作一个简单的开/关锁存器，或入口：在通过调用 countDown() 的线程打开入口前，所有调用 await 的线程都一直在入口处等待。用N初始化的 CountDownLatch 可以使一个线程在N个线程完成某项操作之前一直等待，或者使其在某项操作完成N次之前一直等待。

CountDownLatch犹如比赛的发令官，多条线程犹如运动员。倒计时到零时一声枪响，运动员开始比赛，即多条线程开始运行。

使用CountDownLatch很简单，因为它只提供了一个构造器：

CountDownLatch(int count)：构造一个用给定计数初始化的CountDownLatch。

在线程中调用CountDownLatch对象的await()方法，会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。而调用countDown()方法会递减锁存器的计数，如果计数到达零，则释放所有等待的线程。

见下面程序：启动三个线程等待主线程发布命令，主线程发布命令后等待三个线程运行完后的反馈。

public class CountDownLatchDemo {

    public static void main(String[] args) {

        //线程池
        ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
        //定义两个倒计时计数器
        //等待命令倒计时计数器
        final CountDownLatch countOrder = new CountDownLatch(1);
        //等待反馈倒计时计数器
        final CountDownLatch countAnswer = new CountDownLatch(3);

        //3个子线程
        for(int i = 0; i < 3; i++){
            Runnable target = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                                "-等待命令");
                        //等待countOrder为0时停止等待，向下执行
                        countOrder.await();

                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                                "-得到命令，开始执行");
                        Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                                "-命令执行完成，回应结果");
                        //将countAnswer减一
                        countAnswer.countDown();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }
            };
            pool.execute(target);
        }

        //主线程
        try{
            Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                    "-即将发布命令");
            //将countOrder减一
            countOrder.countDown();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                    "-已发布命令，等待回应");
            //等待回应
            countAnswer.await();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                    "-已收到所有回应结果");
        }catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        pool.shutdown();
    }

}

运行程序

看到3个子线程在接到主线程命令前都等待，当主线程调用了countDown() 方法后减为零，3个子线程开始运行，并且主线程等待子线程运行完后的回应。3个子线程没运行完一个调用countDown() 方法，当3个都运行完后，主线程收到回应。