CountDownLatch剖析，踏上Java并发之旅

2024-01-13 14:40:41

深入解析CountDownLatch：Java并发之巅的利器

引言

在Java并发编程的广袤世界中，CountDownLatch如同一道耀眼的灯塔，指引着开发者们实现高效的线程协调。 CountDownLatch是一个计数器，它允许一个或多个线程等待，直到计数器变为零。当计数器减为零时，所有等待的线程都会继续执行。

漫步CountDownLatch源码

CountDownLatch的源码简洁明了，约有100行代码。

public class CountDownLatch {
    private int count;

    public CountDownLatch(int count) {
        if (count < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("count cannot be negative");
        }
        this.count = count;
    }

    public void countDown() {
        synchronized (this) {
            if (count == 0) {
                throw new IllegalStateException("count has already reached zero");
            }
            count--;
            if (count == 0) {
                notifyAll();
            }
        }
    }

    public void await() throws InterruptedException {
        synchronized (this) {
            while (count > 0) {
                wait();
            }
        }
    }
}

CountDownLatch的构造函数接受一个整型参数count，代表初始计数。

CountDownLatch提供了两个关键方法：countDown()和await()。

countDown()方法： 用于递减计数器的值，每调用一次countDown()方法，计数器就减一。
await()方法： 用于使当前线程等待，直到计数器变为零。如果在调用await()方法时，计数器不为零，当前线程会被挂起。当其他线程调用countDown()方法时，计数器会减一，并唤醒所有等待的线程。

CountDownLatch的应用场景

CountDownLatch在并行编程中有着广泛的应用，包括：

等待多个线程完成任务： CountDownLatch可用于等待多个线程完成任务，然后再继续执行后续任务。
控制并发任务： CountDownLatch可用于控制并发任务的数量，防止并发任务过多导致系统崩溃。
实现屏障： CountDownLatch可用于实现屏障，确保所有线程都到达某个点之后，才能继续执行。

举例来说， 我们在主线程中启动了10个子线程，每个子线程执行一个任务，主线程需要等待这10个子线程都完成任务后，再执行后续任务。我们可以使用CountDownLatch来实现：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10); // 设置初始计数为10

        // 启动10个子线程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                // 执行子线程任务
                // ...

                // 执行完毕后，计数器减一
                latch.countDown();
            }).start();
        }

        // 主线程等待所有子线程完成任务
        latch.await();

        // 所有子线程完成任务后，继续执行后续任务
        // ...
    }
}