并发编程利器 - CountDownLatch

什么是CountDownLatch？

CountDownLatch是Java并发包（java.util.concurrent）中的一个实用类，它允许一个或多个线程等待其他线程完成一组操作。CountDownLatch在初始化时设置一个计数值（count），这个值表示需要等待完成的操作数量。每当一个操作完成时，CountDownLatch的计数就会减1。当计数到达0时，等待的线程就会被唤醒，继续执行后续的任务。

为什么需要CountDownLatch？

1、同步控制：在多线程环境下，CountDownLatch提供了一种简单的同步机制，让你可以等待一组线程完成后再继续执行。
2、简化代码：使用CountDownLatch，你可以避免复杂的线程间通信和同步代码，使代码更加简洁和易于理解。
3、提高可读性：CountDownLatch的语义清晰，易于理解和使用，有助于提升代码的可读性。

CountDownLatch的工作原理

CountDownLatch的工作原理很简单：

1、初始化：你首先创建一个CountDownLatch实例，并指定一个计数值（count）。
2、等待：然后，你可以让一个或多个线程调用CountDownLatch的await()方法。这些线程会被阻塞，直到CountDownLatch的计数达到0。
3、计数递减：当其他线程完成它们的任务后，它们会调用CountDownLatch的countDown()方法来将计数减1。
4、唤醒：当计数达到0时，所有等待在CountDownLatch上的线程都会被唤醒，继续执行它们的后续任务。

使用CountDownLatch的示例
下面是一个简单的示例，展示了如何使用CountDownLatch来等待多个线程完成任务：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchExample {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 初始化CountDownLatch，设置需要等待的线程数量为3
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);

        // 创建并启动三个线程
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    // 模拟任务执行
                    Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 任务完成");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    // 任务完成后，将CountDownLatch的计数减1
                    latch.countDown();
                }
            }).start();
        }

        // 等待所有线程完成任务
        latch.await();
        System.out.println("所有任务都已完成，继续执行后续操作");
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个CountDownLatch实例，并设置计数值为3。然后，我们启动了三个线程，每个线程都会模拟执行一个任务，并在任务完成后调用countDown()方法来将CountDownLatch的计数减1。主线程在调用await()方法后会阻塞，直到CountDownLatch的计数达到0，然后才会继续执行后续操作。

注意事项
1、避免死锁：在使用CountDownLatch时，要确保在适当的时候调用countDown()方法，以避免死锁。
2、线程安全：CountDownLatch是线程安全的，你可以放心地在多线程环境下使用它。
3、性能：虽然CountDownLatch在大多数情况下性能都很好，但在极端情况下（比如大量线程同时等待和计数递减），还是需要注意性能问题。

CountDownLatch是Java并发编程中一个非常有用的工具，它可以帮助你轻松实现多线程环境下的同步等待。