什么是 CountDownLatch以及应用

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，它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。

CountDownLatch的伪代码如下所示：

//Main thread start
//Create CountDownLatch for N threads
//Create and start N threads
//Main thread wait on latch
//N threads completes there tasks are returns
//Main thread resume execution

CountDownLatch如何工作

CountDownLatch.java类中定义的构造函数：

//Constructs a CountDownLatch initialized with the given count.
public void CountDownLatch( int count) {...}

构造器中的计数值（count）实际上就是闭锁需要等待的线程数量。这个值只能被设置一次，而且CountDownLatch没有提供任何机制去重新设置这个计数值。

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。

其他N 个线程必须引用闭锁对象，因为他们需要通知CountDownLatch对象，他们已经完成了各自的任务。这种通知机制是通过 CountDownLatch.countDown()方法来完成的；每调用一次这个方法，在构造函数中初始化的count值就减1。所以当N个线程都调 用了这个方法，count的值等于0，然后主线程就能通过await()方法，恢复执行自己的任务。

      

        Java的concurrent包里面的CountDownLatch其实可以把它看作一个计数器，只不过这个计数器的操作是原子操作，同时只能有一个线程去操作这个计数器，也就是同时只能有一个线程去减这个计数器里面的值。

      你可以向CountDownLatch对象设置一个初始的数字作为计数值，任何调用这个对象上的await()方法都会阻塞，直到这个计数器的计数值被其他的线程减为0为止。

      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，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。

      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：

package org.zapldy.concurrent;

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!");
    }

}

 

package org.zapldy.concurrent;

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！");
    }

}

 

package org.zapldy.concurrent;

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！

 

    好了，就写到这里，睡觉去了！