CountDownLatch，让并发编程达成等待与同步之美

后端

2023-12-10 13:45:04

引子：裁判员等待所有运动员到来

想象一下，一场田径比赛即将开始，裁判员站在起跑线上，等待所有运动员全部到来后，才鸣枪发令。此时，裁判员扮演的角色与CountDownLatch在多线程编程中的作用十分相似。

CountDownLatch本质上是一个计数器，可以将一个线程阻塞，直到计数器减至0。与普通的计数器不同，CountDownLatch可以被多个线程同时操作，并提供线程安全保证。

CountDownLatch的工作原理

CountDownLatch的初始化需要传入一个整数参数，表示需要等待的任务数量。当某个线程调用countDown()方法时，计数器就会减1。当计数器减至0时，所有等待的线程都会被唤醒，继续执行。

CountDownLatch的使用场景

CountDownLatch适用于多种多线程编程场景，常见的有：

等待所有线程完成任务： 如上文提到的裁判员等待所有运动员到达的场景，可以用CountDownLatch来实现。
汇总多个线程的结果： 多个线程并行处理任务，当所有线程都完成后，汇总它们的结果。
控制并发线程数量： 限制并发线程的数量，防止系统资源过载。

CountDownLatch的代码示例

CountDownLatch的使用非常简单，以下是一个示例代码：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class CountDownLatchExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个CountDownLatch，初始值为5
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5);

        // 创建一个线程池，并提交5个任务
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            executorService.submit(() -> {
                // 模拟任务执行，随机休眠0-2秒
                try {
                    Thread.sleep((long) (Math.random() * 2000));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                // 任务执行完成后，调用countDown()方法减少计数器
                latch.countDown();
            });
        }

        // 主线程等待所有任务完成
        try {
            latch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 所有任务完成后，执行后续操作
        System.out.println("所有任务完成，继续执行后续操作...");

        // 关闭线程池
        executorService.shutdown();
    }
}