多线程（27）CountDownLatch

女爷i 2024-04-24 23:10 3阅读 0赞

`CountDownLatch`是Java并发包`java.util.concurrent`中的一个同步辅助类，它允许一个或多个线程等待直到在其他线程中执行的一组操作完成。`CountDownLatch`的工作原理是基于一个计数器，我们在创建`CountDownLatch`实例时指定计数器的初始值。每当一个指定的操作执行完成时，计数器的值就减一。当计数器的值达到零时，等待在`CountDownLatch`上的线程就会被唤醒，继续执行。

#### CountDownLatch的用法 ####

`CountDownLatch`主要用于两种场景：

1.  **确保某个处理在其他线程运行完毕后再执行**：可以在准备执行的线程中调用`CountDownLatch.await()`方法等待其他线程完成各自的任务。其他线程在完成各自的任务后调用`CountDownLatch.countDown()`方法。这样，可以保证`await()`方法阻塞的线程会在其他线程的任务全部完成后继续执行。
2.  **同时开始执行一组操作**：所有执行线程都调用`await()`方法在`CountDownLatch`上等待，主线程完成一些前置设置后调用`countDown()`方法，这时所有等待的线程同时开始执行。

#### CountDownLatch的关键方法 ####

*  **CountDownLatch(int count)**：构造方法，`count`指定了计数器的初始值。
 *  **void await() throws InterruptedException**：使当前线程等待直到锁存器计数到达零，除非线程被中断。
 *  **boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException**：让当前线程等待直到锁存器计数到达零，除非线程被中断，或者指定的等待时间过去。
 *  **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。

#### CountDownLatch的示例 ####

考虑一个场景，我们需要加载一些配置数据，启动一些服务等初始化操作完成后，应用才能对外提供服务。我们可以使用`CountDownLatch`来达成这个需求：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
    
    public class MainApplication {
        
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            // 初始化计数器为3
            CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
    
            // 创建并启动3个线程
            new Thread(new Service("Service-1", 1000, latch)).start();
            new Thread(new Service("Service-2", 1000, latch)).start();
            new Thread(new Service("Service-3", 1000, latch)).start();
    
            // 主线程等待其他线程完成
            latch.await();
            System.out.println("All services are up, Application is starting now");
        }
    }
    
    class Service implements Runnable {
        
        private final String name;
        private final int timeToStart;
        private final CountDownLatch latch;
    
        public Service(String name, int timeToStart, CountDownLatch latch) {
        
            this.name = name;
            this.timeToStart = timeToStart;
            this.latch = latch;
        }
    
        @Override
        public void run() {
        
            try {
        
                Thread.sleep(timeToStart);
            } catch (InterruptedException e) {
        
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
            System.out.println(name + " is Up");
            latch.countDown(); // 减少锁存器的计数
        }
    }

在这个例子中，我们创建了一个`CountDownLatch`，其计数器的初始值为3，表示需要等待3个服务全部启动。每个`Service`线程模拟服务启动过程，并在启动后调用`countDown()`方法。主线程通过调用`await()`方法等待所有服务的启动。当所有服务线程调用`countDown()`方法使计数器减至0时，主线程被唤醒，继续执行。

#### 小结 ####

`CountDownLatch`是一个非常实用的并发工具类，它通过一个计数器提供了一种简单的线程同步机制。这使得它在如启动应用程序、等待服务初始化、完成一组并发任务等场景下非常有用。