【011】Java中的CountDownLatch和它的用途

💯 核心作用:

1、同步辅助类: CountDownLatch是一个同步辅助类,用于在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,允许一个或多个线程等待。

2、计数器: 它维护一个计数器,初始化时设定计数,调用countDown()方法会减少计数器,而await()方法会阻塞,直到计数器为零。

3、用途: 用于控制一组线程等待某个事件发生后再全部同时继续执行。


正文开始
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凌晨 4 点救了我上线的 “线程点名器”:CountDownLatch 的故事

零、引入

凌晨两点的运维室,你盯着监控屏手都在抖 —— 明天要上线的电商系统,压测时突然卡在 “支付模块初始化”,日志刷了满屏 “等待子任务完成”,而距离最终上线只剩 4 小时。更要命的是,你上周刚跟领导拍胸脯说 “线程同步这块稳得一批”,现在脸疼得像被虚拟机蓝屏弹窗抽了耳光。
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就在你准备打开脉脉更新 “求内推,擅长背锅” 时,老架构师王哥叼着没点燃的烟凑过来:“慌啥?不就是没给线程装‘点名器’嘛,CountDownLatch 了解下?
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一、CountDownLatch:本质是个 “线程版点名器”

王哥把你的代码拉到面前,指着其中一段笑出了抬头纹:“你看你这初始化逻辑,主线程喊了句‘大家开始干活’,就自顾自等结果了 —— 小红的缓存预热还没跑完,小刚的数据库连接池还没初始化,主线程就急着进下一步,不卡才怪。”
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他边说边在键盘上敲了几行代码,像给混乱的工地立了块警示牌:

package cn.tcmeta.coundownlatch;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

/**
 * @author: laoren
 * @description: 经典使用示例
 * @version: 1.0.0
 */
public class CountDownLatchSample {
    static void main() throws InterruptedException {
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);

        // 任务1:缓存预热(小红负责)
        new Thread(() -> {
            try {
                // 执行缓存预热逻辑();
                System.out.println("小红:缓存搞定!");
            } finally {
                // 完成一个任务,就在点名册上划掉一个名字
                latch.countDown();
            }
        }).start();

        // 任务2:数据库连接池初始化(小刚负责)
        new Thread(() -> {
            try {
                //  执行数据库连接池初始化();
                System.out.println("小刚:数据库搞定!");
            } finally {
                latch.countDown();
            }
        }).start();

        // 任务3:支付接口联调(小明负责)
        new Thread(() -> {
            try {
                // 执行支付接口联调();
                System.out.println("小明:接口搞定!");
            } finally {
                latch.countDown();
            }
        }).start();

        latch.await();
        System.out.println("所有任务完成,开始启动服务!");
    }
}

在这里插入图片描述

你盯着代码突然反应过来:“这不就是开会时‘等所有人到齐再开始’吗?”王哥弹了你个脑瓜崩:“总算开窍了!CountDownLatch 就干三件事:

  • 初始化时说清‘要等多少个线程’(比如 3 个任务就传 3);
  • 每个线程干完活喊一声countDown(),相当于‘报告,我完事了’;
  • 主线程喊await(),意思是‘我就在这等,没到齐谁也别想走’。”

更绝的是,王哥补充道:“哪怕有线程抛异常,finally里的countDown()也能保证‘点名册划得完’,不会让主线程在那当一辈子望夫石 —— 这比你之前用Thread.join()靠谱多了,join()要是线程崩了,主线程能等成化石。”

二、这玩意儿除了救上线,还能干嘛?

压测很快通过,你终于能喘口气,王哥却没停下:“别以为这玩意儿只能救急,日常开发里用处多着呢,比如你上次吐槽的‘压测统计不准’问题。”

你瞬间想起上个月的糗事:压测时模拟 1000 个用户下单,结果主线程没等所有请求跑完就统计结果,算出的 “平均响应时间” 比实际快了一半,被测试小姐姐笑 “数据造假”。

“那时候要是用 CountDownLatch,就不会翻车了。” 王哥随手画了个场景:

  • 先建一个计数 1000 的 Latch;
  • 每个模拟用户的线程跑完请求就countDown();
  • 主线程await()到计数为 0,再计算响应时间总和 —— 数据准得像用了卡尺量。

他还补了个程序员才懂的段子:“记住别跟 CyclicBarrier 搞混啊!

  • CountDownLatch 是‘老板等所有员工下班锁门’,锁完门这事儿就结束了;
  • CyclicBarrier 是‘团建等所有人到齐再发车’,到了景点还能等下一波人再发车 —— 你要是在循环里用 CountDownLatch,就像锁了门还想再用这把锁,纯属找骂。”

三、总结:记住这 3 点,别再踩坑

眼看天快亮了,王哥把烟揣回兜里:“CountDownLatch 不难,核心就 3 个点,记牢了别再让我半夜来救场:

  • 计数只能减不能加:初始化时定好数,countDown()一次减 1,到 0 就没用了,想重置找 CyclicBarrier;
  • await()会阻塞主线程:别在 UI 线程里用,不然页面能卡成 PPT,后台线程用才合适;
  • 异常一定要处理:把countDown()放finally里,不然线程崩了没减计数,主线程能等得 CPU 都凉了。”

彩蛋时间:王哥临走前偷偷跟你说:“上次小李更离谱,在循环里每次都new CountDownLatch(3),结果线程越跑越多,JVM 直接报 OOM—— 你可别学他,代码 review 时能被笑到退休。”

四、最后说句实在的

其实 Java 里的线程同步工具,都像咱们干活的 “规矩”—— 没规矩时线程乱成一锅粥,有了 CountDownLatch 这种 “点名器”,才能让多线程按节奏来。

要是你今天搞懂了,别忘了点赞让更多人避坑,也赶紧关注我 —— 下次咱们扒一扒 “线程池里那些让你加班到哭的坑”,再教你怎么用 Semaphore 解决 “并发抢资源” 的问题。

对了,把这篇分享给你那总写 “裸奔线程” 的同事,下次上线你们就能一起准点下班,不用再在运维室啃凉包子啦!

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<think>首先,用户的问题是:“我想了解Java中CyclicBarrierCountdownLatch的区别”。系统指令要求我使用中文回答,并确保所有行内数学表达式使用$...$格式,独立公式用$$...$$格式,但在这个问题中没有数学内容,所以我可以忽略那些部分。 关键点是:用户提供了多个引用,这些是关于CyclicBarrierCountDownLatch的区别的。我需要参考这些引用来构建回答,但不能直接复制粘贴;我要用自己的话解释并确保回答真实可靠。 回顾引用: - 引用[1]:CyclicBarrier用于多个线程相互等待到屏障点,可重用;CountDownLatch用于线程等待其他线程完成任务。 - 引用[2]:CountDownLatch的动作实施者是主线程(计数为0时主线程继续),CyclicBarrier的动作实施者是其他线程(所有线程到达屏障点后它们自己继续)。 - 引用[3]:CountDownLatch等待一组线程完成,CyclicBarrier一组线程相互等待。 - 引用[4]:CyclicBarrier的await()阻塞直到所有线程调用,然后所有线程释放。 用户还提到“参考站内引用”,意思是这些引用是站内提供的,我需要参考它们,但回答要基于上次问题上下文。用户的问题是独立的,没有显示上次问题,所以我只针对当前问题回答。 系统指令要求生成相关问题,所以在回答末尾添加相关问题。 结构回答: 1. **清晰介绍**:先简述两个工具是什么。 2. **详细区别**:基于引用,解释关键区别: - 用途CountDownLatch用于等待其他线程完成任务;CyclicBarrier用于线程间相互等待到某个点。 - 动作实施者:如引用[2],CountDownLatch计数到0时,主线程继续;CyclicBarrier所有线程到达后,所有线程继续。 - 重用性:CyclicBarrier可重用(循环),CountDownLatch是一次性的。 - 计数方式:CountDownLatch是计数递减,计数到0触发;CyclicBarrier是计数递增到指定数量触发。 3. **应用场景**:给出例子,如CountDownLatch用于主线程等待多个线程初始化完成;CyclicBarrier用于分阶段的任务执行。 4. **总结**:宏观对比。 确保语言流畅、中文。 最后,添加相关问题,指令说“生成相关问题”,所以我需要在末尾列出几个相关问题,about the topic. 相关问题例子: 1. 如何在实际代码中使用CyclicBarrier实现线程同步? 2. CountDownLatch有哪些常见的使用场景? 3. CyclicBarrierCountDownLatch在性能方面有什么不同? 4. Java中还有哪些同步工具类? 回答结构: - 开头:直接回答问题。 - 主体:分点解释区别。 - 结尾:简要总结,并添加相关问题。 引用标识:指令说“回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识”,例如[^1]。我需要引用时添加引用标识。既然用户提供了引用,我在解释时可以参考,并在相关部分添加标识。 例如,如果我提到“动作实施者”,可以添加[^2]。 但不要过度引用;自然地融入。 最终回答用中文。 </think>### Java中CyclicBarrierCountDownLatch的区别 在Java多线程编程中,`CyclicBarrier``CountDownLatch`都是同步辅助工具类,用于协调线程执行顺序,但它们在设计目的、使用方式、重用性触发机制上存在显著差异。下面我将基于核心区别点逐步解释,确保内容简洁明了。 #### 1. **基本用途设计目标** - **CountDownLatch**: - 主要用于让一个或多个线程(通常是主线程)等待其他一组线程完成任务。例如,主线程启动若干个工作线程后,使用`CountDownLatch`等待所有工作线程完成后再继续执行下一步操作。 - 它基于一个计数器(初始值为指定数量),每有一个线程完成任务,计数器递减(调用`countDown()`方法),当计数器达到0时,等待的线程被唤醒。 - 应用场景:等待资源初始化、并行任务完成后汇总结果等。例如,服务器启动时,主线程等待所有服务线程初始化完毕[^1][^3]。 - **CyclicBarrier**: - 用于让多个线程相互等待到一个公共屏障点(barrier point),然后所有线程同时开始执行下一阶段任务。线程在屏障点调用`await()`方法后阻塞,直到所有参与线程都到达屏障点,屏障“打开”,所有线程继续执行。 - 它是循环可重用的:屏障打开后,计数器重置,可以再次用于下一轮任务阶段。 - 应用场景:分阶段执行的并行计算任务,如多线程数据处理中每个阶段需要所有线程同步[^1][^4]。 #### 2. **关键区别点** - **动作实施者不同**: - 在`CountDownLatch`中,当计数器减至0时,“动作实施者”是等待线程(通常是主线程),它被唤醒并继续执行。例如,主线程调用`await()`等待子线程完成计数[^2]。 - 在`CyclicBarrier`中,当所有线程到达屏障点时,“动作实施者”是那些参与线程本身,它们同时被释放并继续后续任务。这意味着线程之间是对等同步,而不是依赖主线程[^2]。 - 简单说:`CountDownLatch`是“主线程等子线程”,`CyclicBarrier`是“子线程相互等”。 - **重用性**: - `CountDownLatch`是一次性的:计数器减至0后不能被重置,因此只能使用一次。再次使用时需要创建新实例。 - `CyclicBarrier`是可重用的:屏障打开后,计数器自动重置,可以直接用于下一轮同步。这使得它适合循环任务场景[^1]。 - **计数方式触发机制**: - `CountDownLatch`:计数器递减(从初始值到0),通过`countDown()`减少计数,`await()`阻塞等待计数器归零。 - `CyclicBarrier`:计数器递增(从0到预设线程数),通过`await()`增加计数并阻塞,当计数达到预设值时触发所有线程释放[^4]. - 示例代码演示: - **CountDownLatch**(主线程等待两个工作线程): ```java CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2); new Thread(() -> { /* 任务1 */ latch.countDown(); }).start(); new Thread(() -> { /* 任务2 */ latch.countDown(); }).start(); latch.await(); // 主线程等待计数器归零 System.out.println("所有任务完成"); ``` - **CyclicBarrier**(两个线程相互等待屏障点): ```java CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2); new Thread(() -> { barrier.await(); /* 阶段1 */ }).start(); // 线程1等待 new Thread(() -> { barrier.await(); /* 阶段1 */ }).start(); // 线程2等待 // 当两个线程都调用await()后,它们同时执行后续代码 ``` - **异常处理**: - `CountDownLatch`:如果线程在`countDown()`前中断或出错,计数器可能无法归零,导致等待线程永久阻塞(需额外处理超时)。 - `CyclicBarrier`:提供更好的异常恢复机制。如果一个线程在`await()`时中断,屏障会打破,其他线程收到`BrokenBarrierException`,避免永久阻塞[^4]。 #### 3. **总结对比** | 特性 | CountDownLatch | CyclicBarrier | |--------------------|-----------------------------------|-----------------------------------| | **动作实施者** | 主线程(或其他等待线程) | 所有参与线程 | | **重用性** | 一次性,不可重置 | 可循环重用 | | **触发条件** | 计数器减至0(递减) | 所有线程到达屏障点(递增) | | **典型应用场景** | 启动时等待初始化、任务完成后汇总 | 分阶段并行任务、迭代计算 | | **异常处理** | 较弱,需手动处理阻塞风险 | 较强,提供屏障打破异常机制 | 总的来说,`CountDownLatch`适合“主线程协调子线程”的等待场景,而`CyclicBarrier`适合“线程组内部同步”的阶段执行场景。选择哪个工具取决于具体需求:如果需要等待外部事件完成,用`CountDownLatch`;如果需要线程组同步到某个点后集体行动,用`CyclicBarrier`[^1][^2][^3]。
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