JAVA：CountDownLatch的巧妙应用

骑猪看日落 2024-04-20 12:17 2阅读 0赞

#### 1、简述 ####

在并发编程中，有时我们需要协调多个线程的执行，确保它们在特定的时刻同步完成。CountDownLatch是Java并发包中提供的一种强大的工具，用于实现这种同步。本文将深入探讨CountDownLatch的基本原理，以及一些实际应用场景中的巧妙应用。

#### 2、基本原理 ####

CountDownLatch内部维护一个计数器，初始化时设定一个值，该值表示需要等待完成的线程数。每个线程完成自己的任务后，将计数器减一，直到计数器为零。等待的线程通过await方法阻塞，直到计数器为零，然后继续执行。  
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#### 3、应用场景 ####

##### 3.1 并发任务等待 #####

假设有一个任务需要等待多个子任务完成后才能执行，可以使用CountDownLatch来实现等待机制。

public class ConcurrentTask {
        
        private static final int THREAD_COUNT = 5;
        private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(THREAD_COUNT);
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
        
                new Thread(() -> {
        
                    // 子任务的业务逻辑
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is working.");
                    latch.countDown(); // 子任务完成，计数器减一
                }).start();
            }
    
            latch.await(); // 等待所有子任务完成
            System.out.println("All tasks have been completed. Main task can proceed.");
        }
    }

##### 3.2 控制并发线程数量 #####

在某些场景下，需要控制同时执行的线程数量，可以使用CountDownLatch来控制。

public class ConcurrentControl {
        
        private static final int MAX_CONCURRENT_THREADS = 3;
        private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(MAX_CONCURRENT_THREADS);
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(MAX_CONCURRENT_THREADS);
    
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                executorService.submit(() -> {
        
                    try {
        
                        // 并发执行的业务逻辑
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is working.");
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
        
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
        
                        latch.countDown(); // 线程完成，计数器减一
                    }
                });
    
                if ((i + 1) % MAX_CONCURRENT_THREADS == 0) {
        
                    latch.await(); // 等待当前批次的线程完成
                    System.out.println("Batch of threads have been completed.");
                    latch = new CountDownLatch(MAX_CONCURRENT_THREADS); // 重置计数器
                }
            }
    
            executorService.shutdown();
        }
    }

#### 4、结论 ####

CountDownLatch是一个在并发编程中非常实用的工具，通过它我们可以轻松实现多个线程之间的同步。在实际应用中，可以根据不同场景灵活运用，用于任务等待、并发线程数量控制等情况。然而，在使用过程中需要注意计数器的递减和重置，以确保线程同步的正确性。通过巧妙应用CountDownLatch，可以使得并发编程更加简单、清晰、可控。

[881cbaa54eef415e94879c89d060a230.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/20/856bf43cc1994adea9c64cabc37c3b88.png