【线程知识点】-- CountDownLatch

CountDownLatch是什么？

CountDownLatch是在java1.5被引入的，跟它一起被引入的并发工具类还有CyclicBarrier、Semaphore、ConcurrentHashMap和BlockingQueue，它们都存在于java.util.concurrent包下。CountDownLatch这个类能够使一个线程等待其他线程完成各自的工作后再执行。例如，应用程序的主线程希望在负责启动框架服务的线程已经启动所有的框架服务之后再执行。

CountDownLatch是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后，计数器的值就会减1。当计数器值到达0时，它表示所有的线程已经完成了任务，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务。

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CountDownLatch如何工作

CountDownLatch.java类中定义的构造函数：

public CountDownLatch(int count)

构造器中的计数值（count）实际上就是闭锁需要等待的线程数量。这个值只能被设置一次，而且CountDownLatch没有提供任何机制去重新设置这个计数值。

与CountDownLatch的第一次交互是主线程等待其他线程。主线程必须在启动其他线程后立即调用CountDownLatch.await()方法。这样主线程的操作就会在这个方法上阻塞，直到其他线程完成各自的任务。

其他N 个线程必须引用闭锁对象，因为他们需要通知CountDownLatch对象，他们已经完成了各自的任务。这种通知机制是通过 CountDownLatch.countDown()方法来完成的；每调用一次这个方法，在构造函数中初始化的count值就减1。所以当N个线程都调 用了这个方法，count的值等于0，然后主线程就能通过await()方法，恢复执行自己的任务。

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简单示例

开始示例代码之前我们通过上面的了解发现CountDownLatch的作用完全可以使用join替代实现，实质作用就是让线程之间等待嘛。那么，CountDownLatch真的是画蛇添足嘛？带着这个疑问我们看下面场景：

场景一：学生写完作业之后老师开始批作业

1. 使用join实现：

public class CountDownLatchTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        People stu1 = new People("小明");
        People stu2 = new People("小红");
        People teacher = new People("张老师");
        stu1.start();
        stu2.start();
        stu1.join();
        stu2.join();
        System.out.println("学生写完作业，老师可以开始检查了~");
        teacher.start();
    }
}
class People extends Thread {
    private String name;
    public People(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name + "开始了工作");
    }
}

   2. 使用CountDownLatch实现：

public class CountDownLatchTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);
        People stu1 = new People("小明",countDownLatch);
        People stu2 = new People("小红",countDownLatch);
        People teacher = new People("张老师",countDownLatch);
        stu1.start();
        stu2.start();
        countDownLatch.await();
        System.out.println("学生写完作业，老师可以开始检查了~");
        teacher.start();
    }
}
class People extends Thread {
    private String name;
    private CountDownLatch countDownLatch;
    public People(String name, CountDownLatch countDownLatch) {
        this.name = name;
        this.countDownLatch = countDownLatch;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println(name + "开始了工作");
            Thread.sleep((long) (Math.random()*2000));
            System.out.println(name + "结束了工作");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        countDownLatch.countDown();
    }
}

这样看来两者都可以实现这个场景。

场景二：学生写完作业之后就可以给老师看作业，学生回家

先看代码

public class CountDownLatchTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);
        People stu1 = new People("小明", countDownLatch);
        People stu2 = new People("小红", countDownLatch);
        People teacher = new People("张老师", countDownLatch);
        stu1.start();
        stu2.start();
        countDownLatch.await();
        System.out.println("学生写完作业，老师可以开始检查了~");
        teacher.start();
    }
}
class People extends Thread {
    private String name;
    private CountDownLatch countDownLatch;
    public People(String name, CountDownLatch countDownLatch) {
        this.name = name;
        this.countDownLatch = countDownLatch;
    }
    @Override
    public void run() {
        //假设run中有两块业务逻辑，先是写作业，然后是放学回家
        try {
            System.out.println(name + "开始了工作");
            Thread.sleep((long) (Math.random() * 2000));
            System.out.println(name + "结束了工作");
            countDownLatch.countDown();
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println(name + "放学回家玩LOL了~");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

结果：

小红开始了工作
小明开始了工作
小明结束了工作
小红结束了工作
学生写完作业，老师可以开始检查了~
张老师开始了工作
张老师结束了工作
小明放学回家玩LOL了~
小红放学回家玩LOL了~
张老师放学回家玩LOL了~

总结一下两者区别：调用thread.join() 方法必须等thread 执行完毕，当前线程才能继续往下执行，而CountDownLatch通过计数器提供了更灵活的控制，只要检测到计数器为0当前线程就可以往下执行而不用管相应的thread是否执行完毕。

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