[笔记][Java7并发编程实战手冊]3.4 等待多个并发事件的完毕CountDownLatch倒计数闭锁

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简单介绍

本文学习CountDownLatch 倒计数闭锁。

本人英文不好。靠机器翻译，然后有一段非常形象的描写叙述，让我把它叫为倒计数

用给定的计数 初始化 CountDownLatch。由于调用了 countDown() 方法。所以在当前计数到达零之前。await 方法会一直受堵塞。

之后，会释放全部等待的线程，await 的全部兴许调用都将马上返回。这样的现象仅仅出现一次——计数无法被重置。 - jdk1.6里面的文档

能够看出，是由于会倒计数。并且计数器到0之后， 就不能再次使用该对象了(自断后路)。所以称为倒计数闭锁

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CountDownLatch

是一个同步辅助类，在完毕一组正在其它线程中执行的操作之前，它同意一个或多个线程一直等待。

假如说：有a、b、c 三个线程。c 须要a，b线程的结果，所以C 须要等待 a,b 线程都执行完了，b 才干拿到正确的结果。 就是该类的一个使用场景

1. countDown() 来计数(计时)
2. await() 创建屏障点。等待计数到0的时候，await（）方法后面的代码才执行。（换句话说。计数线程一起冲破这个屏障）
3. getCount()： 是获取当前计数，不是总数
4. 是辅助类！ 不保证同步。

原理：

CountDownLatch是通过“共享锁”实现的。

在创建CountDownLatch中时，会传递一个int类型參数count，该參数是“锁计数器”的初始状态。表示该“共享锁”最多能被count给线程同一时候获取。当某线程调用该CountDownLatch对象的await()方法时，该线程会等待“共享锁”可用时，才干获取“共享锁”进而继续执行。而“共享锁”可用的条件，就是“锁计数器”的值为0！而“锁计数器”的初始值为count，每当一个线程调用该CountDownLatch对象的countDown()方法时，才将“锁计数器”-1。通过这样的方式。必须有count个线程调用countDown()之后，“锁计数器”才为0，而前面提到的等待线程才干继续执行。

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演示样例

场景：密室大门将在七颗龙珠都被镶嵌到大门上的机关上时，密室大门才会打开。

以下的演示样例：讲述了一个密室（线程）。和7个工匠（线程）镶嵌龙珠， 最后密室大门被打开，守卫(主线程)复活的故事

/**
 * Created by zhuqiang on 2015/8/19 0019.
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        final CountDownLatch cd = new CountDownLatch(7);  //创建辅助类7个倒计数
        final Adytum adytum = new Adytum(cd);
        new Thread(adytum).start();
        for (int i = 0; i < 7; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    adytum.inlay();
                }
            }).start();
        }

        // 主线程 来模拟守卫吧。
        try {
            cd.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("守卫也复活了！");
    }

}

//密室
class Adytum implements Runnable {
    private CountDownLatch cd;
    private long num = 7;  // 记录剩余未被镶嵌的龙珠 ，用来对照和getCount返回的是否相等
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();   //创建同步锁。保证 inlay 中的资源计数 被正确计算。

public Adytum(CountDownLatch cd) {
        this.cd = cd;
    }

    // 为密室大门服务的线程
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("欢迎来到密室。密室正等待被打开...");
        try {
            cd.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.printf("当前龙珠已镶嵌%d颗。密室被打开了!欢呼吧\n",num);
    }

    /**
     * 镶嵌龙珠到大门上
     */
    public void inlay() {
        try {
            lock.lock();  // 把这里的锁去掉，能看到错误的计算数据，说明了CountDownLatch：不保证同步
            long count = cd.getCount();  //返回当前还剩余计数
            long time = (long) (Math.random() * 10);  //模拟镶嵌了多少时间
            System.out.printf("%s把龙珠镶嵌到了大门上,还有%d个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:%s,此次镶嵌耗时：%d 秒\n", Thread.currentThread().getName(), count,count==num,time);
            num--;
            TimeUnit.SECONDS.sleep(time);  //休眠辅助类。按指定单位休眠
            cd.countDown();  //锁 保证是这个临界区内的代码同步。线程相互排斥，计算的结果正确被刷到主内存中。 不是说countDown方法须要来同步
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

未加锁的某一次执行结果：

把 lock.lock(); 加锁相关的代码凝视掉。

欢迎来到密室。密室正等待被打开...
Thread-1把龙珠镶嵌到了大门上,还有7个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：5 秒
Thread-2把龙珠镶嵌到了大门上,还有7个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：2 秒
Thread-4把龙珠镶嵌到了大门上,还有7个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：0 秒
Thread-3把龙珠镶嵌到了大门上,还有7个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：1 秒
Thread-6把龙珠镶嵌到了大门上,还有7个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：7 秒
Thread-5把龙珠镶嵌到了大门上,还有7个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：9 秒
Thread-7把龙珠镶嵌到了大门上,还有7个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：0 秒
守卫也复活了！
当前龙珠已镶嵌0颗，密室被打开了!欢呼吧

说明：能看到错误的计算数据，全是还有7个龙珠。说明了CountDownLatch：不保证同步，仅仅是达到 让一个线程或则多个线程等待

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加锁的正确结果

欢迎来到密室，密室正等待被打开...
Thread-1把龙珠镶嵌到了大门上,还有7个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：2 秒
Thread-2把龙珠镶嵌到了大门上,还有6个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：0 秒
Thread-3把龙珠镶嵌到了大门上,还有5个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：5 秒
Thread-4把龙珠镶嵌到了大门上,还有4个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：5 秒
Thread-5把龙珠镶嵌到了大门上,还有3个龙珠未被镶嵌。计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：0 秒
Thread-6把龙珠镶嵌到了大门上,还有2个龙珠未被镶嵌。计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：2 秒
Thread-7把龙珠镶嵌到了大门上,还有1个龙珠未被镶嵌，计数是否和getCount相等:true,此次镶嵌耗时：5 秒
当前龙珠已镶嵌0颗，密室被打开了!欢呼吧
守卫也复活了！

说明：有密室，和守卫两个线程等待7个工匠线程把龙珠镶嵌完毕后，密室被打开，守卫也复活，得到了我们想要的正确结果