Java中CountDownLatch介绍与应用

  正如每个Java文档所描述的那样，CountDownLatch是一个同步工具类，它允许一个或多个线程一直等待，直到其他线程的操作执行完后再执行。在Java并发中，countdownlatch的概念是一个常见的面试题，所以一定要确保你很好的理解了它。

CountDownLatch是什么

CountDownLatch是在java1.5被引入的，跟它一起被引入的并发工具类还有CyclicBarrier、Semaphore、ConcurrentHashMap和BlockingQueue，它们都存在于java.util.concurrent包下。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。

CountDownLatch的一个非常典型的应用场景是：有一个任务想要往下执行，但必须要等到其他的任务执行完毕后才可以继续往下执行。假如我们这个想要继续往下执行的任务调用一个CountDownLatch对象的await()方法，其他的任务执行完自己的任务后调用同一个CountDownLatch对象上的countDown()方法，此时cnt计数器的值就会减1。这个调用await()方法的任务将一直阻塞等待，直到这个CountDownLatch对象的计数值减到0为止。

 设置cnt初始值为3
 CountDownLatch cnt=new CountDownLatch(3);
 TA线程启动
 调用cnt.await()方法
 TA线程等待
 T1线程执行完成
 调用cnt.countDown()方法，此时 cnt=3-1=2
 T2线程执行完成
 调用cnt.countDown()方法，此时 cnt=2-1=1
 T3线程执行完成
 调用cnt.countDown()方法，此时 cnt=1-1=0
 cnt=0 重新唤醒TA主线程继续执行

CountDownLatch如何工作

举个例子，有三个工人在为老板干活，这个老板有一个习惯，就是当三个工人把一天的活都干完了的时候，他就来检查所有工人所干的活。记住这个条件：三个工人先全部干完活，老板才检查。所以在这里用Java代码设计两个类，Worker代表工人，Boss代表老板，具体的代码实现如下：
如上图所示：

Worker

import java.util.Random;  
import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
  
public class Worker implements Runnable{  
      
    private CountDownLatch downLatch;  
    private String name;  
      
    public Worker(CountDownLatch downLatch, String name){  
        this.downLatch = downLatch;  
        this.name = name;  
    }  
      
    public void run() {  
        this.doWork();  
        try{  
            TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(10));  
        }catch(InterruptedException ie){  
        }  
        System.out.println(this.name + "活干完了！");  
        this.downLatch.countDown();  
          
    }  
      
    private void doWork(){  
        System.out.println(this.name + "正在干活!");  
    }  
      
}  

Boss

import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
  
public class Boss implements Runnable {  
  
    private CountDownLatch downLatch;  
      
    public Boss(CountDownLatch downLatch){  
        this.downLatch = downLatch;  
    }  
      
    public void run() {  
        System.out.println("老板正在等所有的工人干完活......");  
        try {  
            this.downLatch.await();  
        } catch (InterruptedException e) {  
        }  
        System.out.println("工人活都干完了，老板开始检查了！");  
    }  
  
}  

CountDownLatchDemo

import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
  
public class CountDownLatchDemo {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();  
          
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);  
          
        Worker w1 = new Worker(latch,"张三");  
        Worker w2 = new Worker(latch,"李四");  
        Worker w3 = new Worker(latch,"王二");  
          
        Boss boss = new Boss(latch);  
          
        executor.execute(w3);  
        executor.execute(w2);  
        executor.execute(w1);  
        executor.execute(boss);  
          
        executor.shutdown();  
    }  
  
}  

当你运行CountDownLatchDemo这个对象的时候，你会发现是等所有的工人都干完了活，老板才来检查，下面是我本地机器上运行的一次结果，可以肯定的每次运行的结果可能与下面不一样，但老板检查永远是在后面的。

王二正在干活!  
李四正在干活!  
老板正在等所有的工人干完活......  
张三正在干活!  
张三活干完了！  
王二活干完了！  
李四活干完了！  
工人活都干完了，老板开始检查了！