【Java并发处理代码规范】使用CountDownLatch实现异步转同步操作

JavaCountDownLatch同步示例：实现异步转同步操作

最新推荐文章于 2025-08-12 15:45:40 发布

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本文介绍了Java编程中如何使用CountDownLatch进行异步转同步操作，强调了countDown和await方法的使用以及确保线程正确执行的重要性。通过示例展示了CountDownLatch在控制线程协作中的应用。

Java代码规范之使用CountDownLatch实现异步转同步操作

该条规范是什么

该规范指出在Java编程中，使用CountDownLatch可以实现异步转同步的操作。在使用CountDownLatch时，每个线程在退出前必须调用countDown方法，同时需要注意捕获异常并确保countDown方法被执行到，以避免主线程无法执行至await方法，从而导致超时返回结果。

为什么这么规定

以下是该规范的原因：

异步转同步：在某些场景下，需要将异步操作转换为同步操作，以便控制线程的执行顺序或等待结果。使用CountDownLatch可以方便地实现这种转换。
确保正确执行：每个线程在退出之前都必须调用countDown方法，以确保计数器递减。同时需要注意捕获异常，确保countDown方法被执行到，避免主线程无法执行至await方法。

CountDownLatch 原理和示例

原理

CountDownLatch 是 Java 中的一个多线程同步工具，它基于计数器的原理来实现线程间的协作。其主要包含两个方法：countDown() 和 await()。

countDown() 方法会将内部计数器减一。
await() 方法会阻塞调用线程，直到计数器变为零。

CountDownLatch 的使用场景通常是一个或多个线程等待其他线程完成某个任务后再继续执行。

示例

下面是一个使用 CountDownLatch 的示例代码：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class Example {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int threads = 5;
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threads);

        for (int i = 0; i < threads; i++) {
            Thread thread = new WorkerThread(latch);
            thread.start();
        }

        // 主线程等待所有 WorkerThread 完成任务
        latch.await();

        System.out.println("All worker threads have completed their tasks.");
    }

    static class WorkerThread extends Thread {
        private final CountDownLatch latch;

        public WorkerThread(CountDownLatch latch) {
            this.latch = latch;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                // 模拟任务执行时间
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("Worker thread has completed its task.");

                // 任务完成后调用 countDown()
                latch.countDown();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

在上述示例中，创建了一个 CountDownLatch 对象，并指定初始计数值为5。然后创建了5个 WorkerThread 线程，并启动它们执行任务。每个线程在完成任务后调用 countDown() 方法，将计数器减一。主线程通过调用 await() 方法来等待所有 WorkerThread 完成任务。

运行示例代码会输出类似以下内容：

Worker thread has completed its task.
Worker thread has completed its task.
Worker thread has completed its task.
Worker thread has completed its task.
Worker thread has completed its task.
All worker threads have completed their tasks.

可以看到，当所有 WorkerThread 完成任务后，主线程才会继续执行。

这个示例展示了 CountDownLatch 的典型使用方式，通过控制计数器的变化来实现线程间的协作和同步。