1. CountDownLatch的介绍
CountDownLatch是一个同步工具，它主要用线程执行之间的协作。CountDownLatch 的作用和 Thread.join() 方法类似，让一些线程阻塞直到另一些线程完成一系列操作后才被唤醒。在直接创建线程的年代（Java 5.0 之前），我们可以使用 Thread.join()。在线程池出现后，因为线程池中的线程不能直接被引用，所以就必须使用 CountDownLatch 了。
CountDownLatch主要有两个方法，当一个或多个线程调用await方法时，这些线程会阻塞。其它线程调用countDown方法会将计数器减1(调用countDown方法的线程不会阻塞)，当计数器的值变为0时，因await方法阻塞的线程会被唤醒，继续执行。
实现原理：计数器的值由构造函数传入，并用它初始化AQS的state值。当线程调用await方法时会检查state的值是否为0，如果是就直接返回（即不会阻塞）；如果不是，将表示该节点的线程入列，然后将自身阻塞。当其它线程调用countDown方法会将计数器减1，然后判断计数器的值是否为0，当它为0时，会唤醒队列中的第一个节点，由于CountDownLatch使用了AQS的共享模式，所以第一个节点被唤醒后又会唤醒第二个节点，以此类推，使得所有因await方法阻塞的线程都能被唤醒而继续执行。
从源代码和实现原理中可以看出一个CountDownLatch对象，只能使用一次，不能重复使用。
await方法源码
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public void await() throws InterruptedException { sync.acquireSharedInterruptibly(1);}public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); if (tryAcquireShared(arg) < 0) doAcquireSharedInterruptibly(arg);}protected int tryAcquireShared(int acquires) { return (getState() == 0) ? 1 : -1;} |
doAcquireSharedInterruptibly 主要实现线程的入列与阻塞。
countDown方法
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public void countDown() { sync.releaseShared(1);}public final boolean releaseShared(int arg) { if (tryReleaseShared(arg)) { doReleaseShared(); return true; } return false;}protected boolean tryReleaseShared(int releases) { // Decrement count; signal when transition to zero for (;;) { int c = getState(); if (c == 0) return false; int nextc = c-1; if (compareAndSetState(c, nextc)) return nextc == 0; }} |
doReleaseShared主要实现唤醒第一个节点，第一个节点有会唤醒第二个节点，……。
2. 使用示例
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package demo;import java.util.Random;import java.util.concurrent.CountDownLatch;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class CountDownLatchDemo { private CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(2); private Random rnd = new Random(); class FirstTask implements Runnable{ private String id; public FirstTask(String id){ this.id = id; } @Override public void run(){ System.out.println("Thread "+ id + " is start"); try { Thread.sleep(rnd.nextInt(1000)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("Thread "+ id + " is over"); cdl.countDown(); } } class SecondTask implements Runnable{ private String id; public SecondTask(String id){ this.id = id; } @Override public void run(){ try { cdl.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("----------Thread "+ id + " is start"); try { Thread.sleep(rnd.nextInt(1000)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("----------Thread "+ id + " is over"); } } public static void main(String[] args){ ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool(); CountDownLatchDemo cdld = new CountDownLatchDemo(); es.submit(cdld.new SecondTask("c")); es.submit(cdld.new SecondTask("d")); es.submit(cdld.new FirstTask("a")); es.submit(cdld.new FirstTask("b")); es.shutdown(); }} |
在这个示例中，我们创建了四个线程a、b、c、d，这四个线程几乎同时提交给了线程池。c线程和d线程会在a线程和b线程结束后开始执行。
运行结果
Thread a is start
Thread b is start
Thread b is over
Thread a is over
----------Thread c is start
----------Thread d is start
----------Thread d is over
----------Thread c is over