并发工具类 CountDownLatch

在上篇 显示锁（三） 介绍了AQS队列同步器，说它是很多构建锁和并发工具类的基础框架，并发工具类CountDownLatch、Semaphore就有使用。此篇就简单介绍下CountDownLatch的用法和基本原理。

简介

CountDownLatch是Lea哥在java1.5中引入的，它能够使一个线程等待其他线程完成各自的工作后再执行。内部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，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。

“听不懂，怎么办？画图来看”（高一数学老师口头禅，记忆犹新，哈哈）

中间那个就是计数器，初始值是3，这个3也就是上一段所说的被等待的其他线程(T1,T2,T3)的总数，TA就是等待的那个线程，T1完成后，计数器减一，count从3变到2，以此类推，T2和T3完成后，count由2变1再到0。当count=0时，等待的线程TA才重获新生，得以运行。

有同学是不是思考为了让TA早点执行，直接把count的初始值3设置为0，不让计数器慢悠悠地减。那只能说不好意思，CountDownLatch并没有提供任何机制来设置count值。

构造函数

CountDownLatch构造方法

await()

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。

CountDownLatch的await()

await()调用AQS的acquireSharedInterruptibly(int arg)

AQS的acquireSharedInterruptibly(int arg)

CountDownLatch的内部类Sync重写了tryAcquireShared(int acquires)

重写tryAcquireShared()

AQS中的state

补充一点，AQS中state初始值为0，线程加一次锁，state加1，获得锁的线程再次加锁，state值再次加1。state表示已获得锁线程进行lock操作的次数。

countDown()

countDown()方法就是上面提到的“计数器减一”，count值在构造函数中被设置一次后，后面当线程完成任务后，就使用它来给计数器做“减一”操作。

countDown()

AQS的releaseShared(int arg)

Sync重写tryReleaseShared()

getCount()

返回当前计数

getCount()

上面对方法的介绍涉及到了实现，如果一时半会没看明白也不要紧，重要的是记住CountDownLatch的构造方法和await()，以及countDown()，知道count的值是不能重新设置的。

案例

冬季，吃火锅的人越来越多，周末约几个闺蜜吃个辣火锅，是不是美滋滋。周五晚上，小红叫小菲和小竹去吃小肥羊，点好菜品，服务员过来点火，姐几个就开始享受了。小红饭量最小，吃了一会就饱了，不一会儿小菲也吃饱了，可小竹是个吃货，意犹未尽，仍在eat。等她们三个全部吃好后，服务员才能收拾桌子。

这个例子中，服务员就是主线程，小红小菲小竹是三个线程，服务员点火就表示启动了这三个线程，吃火锅的过程就是线程执行，吃饱了就是线程执行完毕，只有等三个线程执行完毕，主线程才能继续执行任务:收拾桌子。

/**
 * 服务员
 * Created by bxw on 2017/10/15.
 */
public class Waiter extends Thread{
    private CountDownLatch countDownLatch;

    public Waiter(CountDownLatch countDownLatch){
        this.countDownLatch = countDownLatch;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("小肥羊的服务员，一共有 " + countDownLatch.getCount() + " 位客人");
        System.out.println("服务员点火，客人用餐");
        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("客人用餐完毕，服务员收拾餐桌");
    }
}

/**
 * 客人
 * Created by bxw on 2017/10/15.
 */
public class Customer extends Thread {
    private CountDownLatch countDownLatch;

    public Customer(CountDownLatch countDownLatch){
        this.countDownLatch = countDownLatch;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  用餐完毕");
        countDownLatch.countDown();
    }
}

/**
 * 小肥羊火锅店
 * Created by bxw on 2017/10/15.
 */
public class Xiaofeiyang {
    public static void main(String[] args) {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);

        Waiter waiter = new Waiter(countDownLatch);
        waiter.start();

        Customer xiaohong = new Customer(countDownLatch);
        Customer xiaofei = new Customer(countDownLatch);
        Customer xiaozhu = new Customer(countDownLatch);

        xiaohong.setName("小红");
        xiaofei.setName("小菲");
        xiaozhu.setName("小竹");

        xiaohong.start();
        xiaofei.start();
        xiaozhu.start();

    }
}

运行结果：

总结

本篇主要介绍了CountDownLatch的基本方法和简单原理，内部通过共享锁实现。计数器的初始值只能在创建CountDownLatch对象时设置一次，后面计数器的值只能被countDown()改动，不存在其他设置计数器值的方式。只有当count等于0，锁才被彻底释放，等待线程才能继续执行。

略陈固陋，如有不当之处，欢迎各位看官批评指正！