CountDownLatch

最新推荐文章于 2025-07-16 17:13:14 发布

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#java

CountDownLatch是Java并发包中的一个同步辅助类，允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。本文详细介绍了CountDownLatch的基本概念、常见用法及应用场景。

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java.util.concurrent.CountDownLatch它是一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。
用给定的计数初始化CountDownLatch。在调用countDown()方法，使当前计数减一，且当前计数到达零之前，await方法会一直受阻塞。当前计数到达零之后，会释放所有等待的线程，await的所有后续调用都将立即返回。这种现象只出现一次——计数无法被重置。 如果需要重置计数，请考虑使用CyclicBarrier。 CountDownLatch是一个通用同步工具，它有很多用途。将计数1初始化的CountDownLatch用作一个简单的开/关锁存器，或入口：在通过调用countDown()的线程打开入口前，所有调用await的线程都一直在入口处等待。 用N初始化的CountDownLatch可以使一个线程在N个线程完成某项操作之前一直等待，或者使其在某项操作完成N次之前一直等待。 CountDownLatch的一个有用特性是，它不要求调用countDown方法的线程等到计数到达零时才继续，调用countDown方法的线程并不会阻塞。CountDownLatch调用await方法将阻塞当前线程，直到其他线程调用countDown方法，使其计数到达零时才继续。 CountDownLatch主要有以下三种用法 用法1:将计数1初始化的CountDownLatch用作一个简单的开/关锁存器，或入口： 在通过调用countDown()的线程打开入口前，所有调用await的线程都一直在入口处等待。 用法2：用N初始化的CountDownLatch可以使一个线程在N个线程完成某项操作之前一直等待，或者使其在某项操作完成N次之前一直等待。 用法3:它不要求调用countDown方法的线程等到计数到达零时才继续，而在所有线程都能通过之前，它只是阻止任何线程继续通过一个await。 注意2：用法3其实对用法1和用法2的混合使用。它的实质是一个线程来阻止其他线程通过（用法1）， 但是该线程要完成N个操作（用法2），才让其他线程通过。 注意3:理解的CountDownLatch含义，可以灵活的使用它，而不用拘于上述三种形式。 注意4:计数无法被重置。如果需要重置计数，请考虑使用CyclicBarrier。 <div style="line-height:25px"> 示例1 startSignal是一个启动信号，在driver为继续执行worker做好准备之前，它会阻止所有的worker继续执行。 doneSignal是一个完成信号，它允许driver在完成所有worker之前一直等待。 <div style="line-height:25px"> <pre class="prettyprint" style="line-height:inherit; padding-top:10px; padding-right:10px; padding-bottom:10px; padding-left:10px; border-top-width:1px; border-right-width:1px; border-bottom-width:1px; border-left-width:1px; border-top-style:solid; border-right-style:solid; border-bottom-style:solid; border-left-style:solid; border-top-color:rgb(204,204,204); border-right-color:rgb(204,204,204); border-bottom-color:rgb(204,204,204); border-left-color:rgb(204,204,204); color:rgb(0,112,0); font-family:monospace; background-color:rgb(250,250,250); margin-top:0px; margin-bottom:1em; margin-left:1em; overflow-x:auto; overflow-y:auto">class Driver { // ... void main() throws InterruptedException { CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1); CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N); for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads new Thread(new Worker(startSignal, doneSignal)).start(); doSomethingElse(); // don't let run yet startSignal.countDown(); // let all threads proceed doSomethingElse(); doneSignal.await(); // wait for all to finish } } class Worker implements Runnable { private final CountDownLatch startSignal; private final CountDownLatch doneSignal; Worker(CountDownLatch startSignal, CountDownLatch doneSignal) { this.startSignal = startSignal; this.doneSignal = doneSignal; } public void run() { try { startSignal.await(); doWork(); doneSignal.countDown(); } catch (InterruptedException ex) {} // return; } void doWork() { ... } } </pre> </div> </div> 另一种典型用法是，将一个问题分成N个部分，用执行每个部分并让锁存器倒计数的Runnable来描述每个部分，
然后将所有Runnable加入到Executor队列。当所有的子部分完成后，协调线程就能够通过await。
（当线程必须用这种方法反复倒计数时，可改为使用CyclicBarrier。）

class Driver2 { // ...
 void main() throws InterruptedException {
  CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);
  Executor e = ...

  for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads
   e.execute(new WorkerRunnable(doneSignal, i));

  doneSignal.await();      // wait for all to finish
 }
}

class WorkerRunnable implements Runnable {
 private final CountDownLatch doneSignal;
 private final int i;
 WorkerRunnable(CountDownLatch doneSignal, int i) {
   this.doneSignal = doneSignal;
   this.i = i;
 }
 public void run() {
   try {
    doWork(i);
    doneSignal.countDown();
   } catch (InterruptedException ex) {} // return;
 }

 void doWork() { ... }
}

内存一致性效果：线程中调用countDown()之前的操作happen-before紧跟在从另一个线程中对应await()成功返回的操作。
主要函数
publicCountDownLatch(intcount) 构造一个用给定计数初始化的CountDownLatch。 参数： count-在线程能通过await()之前，必须调用countDown()的次数 抛出： IllegalArgumentException-如果count为负 publicvoidawait() throwsInterruptedException 使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断。 如果当前计数为零，则此方法立即返回。 如果当前计数大于零，则出于线程调度目的，将禁用当前线程，且在发生以下两种情况之一前，该线程将一直处于休眠状态： *由于调用countDown()方法，计数到达零；或者 *其他某个线程中断当前线程。 如果当前线程： *在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者 *在等待时被中断， 则抛出InterruptedException，并且清除当前线程的已中断状态。 抛出： InterruptedException-如果当前线程在等待时被中断 注意：它会抛出InterruptedException，关于Interrupted，请参阅《<a title="阅读全文" target="_blank" href="http://hubingforever.blog.163.com/blog/static/17104057920108154244111/" style="color:rgb(207,121,28); line-height:25px; text-decoration:none">JAVA线程的interrupt</a>》 <div style="line-height:25px">publicbooleanawait(longtimeout,TimeUnitunit)throwsInterruptedException 使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断或超出了指定的等待时间。 如果当前计数为零，则此方法立刻返回true值。 如果当前计数大于零，则出于线程调度目的，将禁用当前线程，且在发生以下三种情况之一前，该线程将一直处于休眠状态： *由于调用countDown()方法，计数到达零；或者 *其他某个线程中断当前线程；或者 *已超出指定的等待时间。 如果计数到达零，则该方法返回true值。 如果当前线程： *在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者 *在等待时被中断， 则抛出InterruptedException，并且清除当前线程的已中断状态。 如果超出了指定的等待时间，则返回值为false。如果该时间小于等于零，则此方法根本不会等待。 参数： timeout-要等待的最长时间 unit-timeout参数的时间单位。 返回： 如果计数到达零，则返回true；如果在计数到达零之前超过了等待时间，则返回false 抛出： InterruptedException-如果当前线程在等待时被中断 publicvoidcountDown() 递减锁存器的计数，如果计数到达零，则释放所有等待的线程。 如果当前计数大于零，则将计数减少。如果新的计数为零，出于线程调度目的，将重新启用所有的等待线程。 如果当前计数等于零，则不发生任何操作。 publiclonggetCount() 返回当前计数。 此方法通常用于调试和测试。 返回： 当前计数</div>