CountDownLatch

想象一下,你正在组织一次家庭聚会。为了确保一切都按计划进行,你需要完成几项准备工作,比如布置餐桌、准备食物和装饰房间。你希望所有的准备工作都完成后,再正式开始聚会。为了协调这些任务,你可以使用类似 CountDownLatch 的机制。

使用 CountDownLatch 协调任务
  1. 设置倒计时:首先,你确定了有三项主要的准备工作需要完成(布置餐桌、准备食物、装饰房间),于是你创建了一个 CountDownLatch 并设置它的计数为3。
  2. 分配任务:接下来,你把不同的任务分配给家庭成员。每个成员负责一项特定的任务,并且在他们完成自己的任务后,他们会告诉 CountDownLatch 他们的部分已经完成了。
  3. 等待所有任务完成:与此同时,你(作为组织者)会等待 CountDownLatch 的计数归零,这意味着所有的准备工作都已经完成了。一旦计数归零,你就知道所有的工作都已经完成,现在可以正式开始聚会了。
  4. 启动聚会:当 CountDownLatch 的计数变为0时,它会释放等待中的线程,允许你宣布聚会正式开始。

Java 中的 CountDownLatch 示例

下面是一个简化的 Java 示例,展示了如何使用 CountDownLatch 来协调并发任务:

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class FamilyPartyPreparation {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建一个 CountDownLatch,初始计数为3,代表三个任务
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);

        // 创建并启动三个线程,每个线程负责一项任务
        Thread setupTable = new Thread(() -> {
            System.out.println("布置餐桌...");
            try {
                Thread.sleep(2000); // 模拟任务耗时
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("餐桌布置完毕!");
            latch.countDown(); // 完成任务,计数减1
        });

        Thread prepareFood = new Thread(() -> {
            System.out.println("准备食物...");
            try {
                Thread.sleep(3000); // 模拟任务耗时
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("食物准备完毕!");
            latch.countDown(); // 完成任务,计数减1
        });

        Thread decorateRoom = new Thread(() -> {
            System.out.println("装饰房间...");
            try {
                Thread.sleep(2500); // 模拟任务耗时
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("房间装饰完毕!");
            latch.countDown(); // 完成任务,计数减1
        });

        // 启动所有线程
        setupTable.start();
        prepareFood.start();
        decorateRoom.start();

        // 等待所有任务完成
        System.out.println("等待所有准备工作完成...");
        latch.await(); // 主线程在此处阻塞,直到计数归零

        // 所有任务完成,开始聚会
        System.out.println("所有准备工作已完成,聚会正式开始!");
    }
}

在这个例子中:

  • CountDownLatch 的计数被初始化为3,对应三项准备工作。
  • 每个任务由一个独立的线程执行,当任务完成时,该线程调用 latch.countDown() 方法减少计数。
  • 主线程调用 latch.await() 方法,这将使主线程暂停执行,直到 CountDownLatch 的计数归零,即所有任务都已完成。
  • 一旦计数归零,主线程继续执行,表示所有准备工作已经完成,聚会可以正式开始了。

  CountDownLatch 是一个非常有用的工具,用于协调多个线程之间的操作,特别是在你需要确保一组任务全部完成后才能继续下一步的情况下。通过设定一个初始计数,并让每个完成任务的线程减少这个计数,CountDownLatch 可以有效地管理并发任务的完成情况,并通知等待的线程何时可以继续前进。这种机制非常适合用来同步多个并发任务或阶段性的任务完成检查。

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