图解CountDownLatch原理：图解几个好玩的并发辅助工具类 - 闭锁 CountDownLatch

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1、类介绍

java.util.concurrent.CountDownLatch

一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。

用给定的计数初始化 CountDownLatch。由于调用了 countDown() 方法，所以在当前计数到达零之前，await 方法会一直受阻塞。之后，会释放所有等待的线程，await 的所有后续调用都将立即返回。这种现象只出现一次——计数无法被重置。如果需要重置计数，请考虑使用 CyclicBarrier。

2、使用场景

在一些应用场合中，需要等待某个条件达到要求后才能做后面的事情；同时当线程都完成后也会触发事件，以便进行后面的操作。这个时候就可以使用CountDownLatch。CountDownLatch最重要的方法是countDown()和await()，前者主要是倒数一次，后者是等待倒数到0，如果没有到达0，就只有阻塞等待了。

3、方法说明

countDown

public void countDown()

递减锁存器的计数，如果计数到达零，则释放所有等待的线程。如果当前计数大于零，则将计数减少。如果新的计数为零，出于线程调度目的，将重新启用所有的等待线程。如果当前计数等于零，则不发生任何操作。

await

public boolean await(long timeout,
TimeUnit unit)
throws InterruptedException

使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断或超出了指定的等待时间。如果当前计数为零，则此方法立刻返回 true 值。如果当前计数大于零，则出于线程调度目的，将禁用当前线程，且在发生以下三种情况之一前，该线程将一直处于休眠状态：

由于调用 countDown() 方法，计数到达零；或者
其他某个线程中断当前线程；或者
已超出指定的等待时间。

如果计数到达零，则该方法返回 true 值。

如果当前线程：

在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者
在等待时被中断，

则抛出 InterruptedException，并且清除当前线程的已中断状态。

如果超出了指定的等待时间，则返回值为 false。如果该时间小于等于零，则此方法根本不会等待。

参数：

timeout - 要等待的最长时间

unit - timeout 参数的时间单位。

返回：

如果计数到达零，则返回 true；如果在计数到达零之前超过了等待时间，则返回 false

抛出：

InterruptedException - 如果当前线程在等待时被中断

4、相关实例

// 一个CountDouwnLatch实例是不能重复使用的，也就是说它是一次性的，锁一经被打开就不能再关闭使用了，如果想重复使用，请考虑使用CyclicBarrier。
public class CountDownLatchTest {

    // 模拟了100米赛跑，10名选手已经准备就绪，只等裁判一声令下。当所有人都到达终点时，比赛结束。
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        // 开始的倒数锁
        final CountDownLatch begin = new CountDownLatch(1);

        // 结束的倒数锁
        final CountDownLatch end = new CountDownLatch(10);

        // 十名选手
        final ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(10);

        for (int index = 0; index < 10; index++) {
            final int NO = index + 1;
            Runnable run = new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        // 如果当前计数为零，则此方法立即返回。
                        // 等待
                        begin.await();
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                        System.out.println("No." \+ NO + " arrived");
                    } catch (InterruptedException e) {
                    } finally {
                        // 每个选手到达终点时，end就减一
                        end.countDown();
                    }
                }
            };
            exec.submit(run);
        }
        System.out.println("Game Start");
        // begin减一，开始游戏
        begin.countDown();
        // 等待end变为0，即所有选手到达终点
        end.await();
        System.out.println("Game Over");
        exec.shutdown();
    }
}