同步工具类之闭锁-CountDownLatch

最新推荐文章于 2025-12-05 17:02:52 发布

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本文详细介绍了闭锁的概念及其在多线程编程中的作用，特别聚焦于CountDownLatch的灵活实现方式。阐述了如何利用闭锁确保特定活动在其他活动完成后执行，同时提供了一个示例代码来展示闭锁的使用场景。

闭锁是一种同步工具类，可以延迟线程的进度直到其到达终止状态。闭锁的作用相当于一扇门：在闭锁到达结束状态之前，这扇门一直是关闭的，并且没有

任何线程能通过，当到达结束状态时，这扇门会打开并允许所有的线程通过。当闭锁到达结束状态后，将不会再改变状态，因此这扇门将永远保持打开状态。

闭锁可以用来确保某些活动直到其他活动都完成后才继续执行。

CountDownLatch是一种灵活的闭锁实现，可以在上述各种情况中使用，它可以使一个或多个线程等待一组事件发生。闭锁状态包括一个计数器，该计数器

被初始化为一个正数，表示需要等待的事件数量。countDown方法递减计数器，表示有一个事件已经发生了，而await方法等待计数器达到零，这表示所有

需要等待的事件都已经发生。如果计数器的值非零，那么await会一直阻塞直到计数器为零，或者等待中的线程中断，或者等待超时。

public class TestHarness {
    public long timeTasks(int nthreads, final Runnable task) throws InterruptedException {
        final CountDownLatch startGate = new CountDownLatch(1);
        final CountDownLatch endGate = new CountDownLatch(nthreads);

        for (int i = 0; i < nthreads; i++) {
            Thread t = new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    try{
                        startGate.await();
                        try{
                            task.run();
                        }finally {
                            endGate.countDown();
                        }
                    } catch (InterruptedException ignored) {}
                }
            };
            t.start();
        }

        long start = System.nanoTime();
        startGate.countDown();
        endGate.await();
        long end = System.nanoTime();
        return end-start;
    }
}

startGate计数器的初始值为1，而endGate计数器的初始值为工作线程的数量。每个工作线程首先要做的就是在startGate上等待，从而确保所有线程都就绪后

才开始执行。而每个线程要做的最后一件事情是将调用endGate的countDown方法减1，这能使主线程高效地等待直到所有工作线程都执行完成，因此可以更准确

地统计所消耗的时间

ps. 为什么要在上例中使用闭锁，而不是在线程创建后就立即启动？或许，我们希望测试n个线程并发执行某个任务时需要的时间。如果在创建线程后立即启动

它们，那么先启动的线程将“领先”后启动的线程，并且活跃线程数量会随着时间的推移而增加或减少，竞争程度也在不断发生变化。