java多线程之倒计时器CountDownLatch

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本文介绍了多线程控制工具类CountDownLatch，它常用的方法有countDown和await。在接口RT优化场景中可实现内部服务并行调用，还以火箭发射检测为例说明其使用。同时给出多个代码示例，帮助快速掌握该类的基本使用方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

示例一、

原文：https://www.relaxheart.cn/to/master/blog?uuid=83
CountDownLatch是一个非常实用的多线程控制工具类。常用的就下面几个方法：

CountDownLatch(int count) //实例化一个倒计数器，count指定计数个数
countDown() // 计数减一
await() //等待，当计数减到0时，所有线程并行执行

CountDownLatch在我工作的多个场景被使用，算是用的很频繁的了，比如我司API接口要求响应时间在200ms以内，但是如果一个接口内部依赖多个三方/外部服务，那串行调用接口的RT必然很久，所以个人用的最多的是接口RT优化场景，内部服务并行调用。
对于倒计数器，一种典型的场景就是火箭发射。在火箭发射前，为了保证万无一失，往往还要进行各项设备、仪器的检测。只有等到所有的检查完毕后，引擎才能点火。那么在检测环节当然是多个检测项可以同时进行的。代码实现：

/**
 * @Author: 王琦 <QQ.Eamil>1124602935@qq.com</QQ.Eamil>
 * @Date: 2019-5-4 0004 9:43
 * @Description: 倒计时器示例:火箭发射
 */
public class CountDownLatchDemo implements Runnable{

    static final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
    static final CountDownLatchDemo demo = new CountDownLatchDemo();

    @Override
    public void run() {
        // 模拟检查任务
        try {
            Thread.sleep(new Random().nextInt(10) * 1000);
            System.out.println("check complete");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //计数减一
            //放在finally避免任务执行过程出现异常，导致countDown()不能被执行
            latch.countDown();
        }
    }


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for (int i=0; i<10; i++){
            exec.submit(demo);
        }

        // 等待检查
        latch.await();

        // 发射火箭
        System.out.println("Fire!");
        // 关闭线程池
        exec.shutdown();
    }
}

上述代码中我们先生成了一个CountDownLatch实例。计数数量为10，这表示需要有10个线程来完成任务，等待在CountDownLatch上的线程才能继续执行。latch.countDown();方法作用是通知CountDownLatch有一个线程已经准备完毕，倒计数器可以减一了。latch.await()方法要求主线程等待所有10个检查任务全部准备好才一起并行执行。

示例二、

CountDownLatch是java.util.concurrent包中一个类，CountDownLatch只要提供的机制是多个（具体数量等于初始化CountDownLatch时count的值）线程都达到了预期状态或者完成了预期工作时触发事件，其他线程可以等待这个事件来触发自己后续的工作。等待的线程可以是多个，即CountDownLatch可以唤醒多个等待的线程。到达自己预期状态的线程会调用CountDownLatch的countDown方法，而等待的线程会调用CountDownLatch的await方法。
在这里插入图片描述
结合以下例子，可以快速掌握这个这个类的基本使用方法：
例2.1：
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CountDownLatch countDown = new CountDownLatch(1);
CountDownLatch await = new CountDownLatch(5);

        // 依次创建并启动处于等待状态的5个MyRunnable线程
        for (int i = 0; i < 5; ++i) {
            new Thread(new MyRunnable(countDown, await)).start();
        }

        System.out.println("用于触发处于等待状态的线程开始工作......");
        System.out.println("用于触发处于等待状态的线程工作完成，等待状态线程开始工作......");
        countDown.countDown();
        await.await();
        System.out.println("Bingo!");
}

public class MyRunnable implements Runnable {

    private final CountDownLatch countDown;
    private final CountDownLatch await;

    public MyRunnable(CountDownLatch countDown, CountDownLatch await) {
        this.countDown = countDown;
        this.await = await;
    }

    public void run() {
        try {
            countDown.await();//等待主线程执行完毕，获得开始执行信号...
            System.out.println("处于等待的线程开始自己预期工作......");
            await.countDown();//完成预期工作，发出完成信号...
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
运行结果：
用于触发处于等待状态的线程开始工作......
用于触发处于等待状态的线程工作完成，等待状态线程开始工作......
处于等待的线程开始自己预期工作......
处于等待的线程开始自己预期工作......
处于等待的线程开始自己预期工作......
处于等待的线程开始自己预期工作......
处于等待的线程开始自己预期工作......
Bingo!

例2.2：

public class TestDemo2 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 100, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(5));
        int count = 10;
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count);

        for (int i = 0; i < count; i++) {
            threadPool.execute(new MyRunnable1(latch, i));
        }

        latch.await();
        System.err.println("等待线程被唤醒！");
        threadPool.shutdown();
    }
}

class MyRunnable1 implements Runnable {

    CountDownLatch latch = null;
    int i;

    public MyRunnable1(CountDownLatch latch, int i) {
        this.latch = latch;
        this.i = i;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.err.println("线程" + i +"完成了操作...");
        try {
            Thread.currentThread();
            Thread.sleep(4000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        latch.countDown();
    }

}
运行结果：
线程0完成了操作...
线程3完成了操作...
线程2完成了操作...
线程1完成了操作...
线程4完成了操作...//暂停4秒
线程5完成了操作...
线程6完成了操作...
线程8完成了操作...
线程7完成了操作...
线程9完成了操作...//暂停4秒
等待线程被唤醒！