CountDownLatch——闭锁的实现之一

CountDownLatch实际上是一种闭锁实现。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——《Java并发编程实战》。这个怎么解释呢？简单来说，就是有1个线程需要等待其余10个线程都执行完毕后再执行，这个时候就可以使用闭锁，也即CountDownLatch（当然闭锁的实现并不止这一种）。关于对闭锁的详细解释请参考《Java并发编程实战》P79。

CountDownLatch中有一个计数器，该计数器通过构造方法传递，表示需要完成的工作。有两个主要的方法：countDown——表示计数器减1，再完成一个工作时调用此方法。await——表示唤醒，等待线程在执行方法前调用此方法，当计数器未为0（即还有工作尚未完成）时，被阻塞，当所有工作都已完成，计数器被减至0，此时等待线程才被唤醒以继续执行。

我们通过代码来实际感受一下CountDownLatch类API的使用。

首先有一个TaskThread任务线程，表示做好准备工作的线程。

 package countdownlatch;

 import java.util.concurrent.CountDownLatch;

 /**
  * Created by yulinfeng on 12/14/16.
  */
 public class TaskThread implements Runnable {
     private final CountDownLatch latch;

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

     @Override
     public void run() {
         try {
             doWork();
             latch.countDown();  //线程执行完这部分工作后，CountDownLatch的计数减1。
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }

     private void doWork() throws InterruptedException{
         System.out.println(Thread.currentThread().getName());
         Thread.sleep(2000);  //休眠2s，模拟这部分工作的完成
     }
 }

接着是等待线程，即当所有的TaskThread完成各自的工作之后再执行此线程。

 package countdownlatch;

 import java.util.concurrent.CountDownLatch;

 /**
  * Created by yulinfeng on 12/14/16.
  */
 public class WaitThread implements Runnable{
     private final CountDownLatch latch;

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

     @Override
     public void run() {
         try {
             System.out.println("Wait for other threads to execute!");   //就算CPU在未完成所有TaskThread进入到次线程，该线程也会因为CountDownLatch计数器未减至0而阻塞。
             latch.await();  //直到CountDownLatch的计数器减至0（即表示所有的工作也完成）才继续执行，否则阻塞。
             System.out.println("Other threads have already completed!");
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }

     }
 }

测试代码：

 package countdownlatch;

 import java.util.concurrent.CountDownLatch;
 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 import java.util.concurrent.Executors;

 /**
  * Created by yulinfeng on 12/14/16.
  */
 public class Test {

     public static void main(String[] args){
         ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
         CountDownLatch latch = new CountDownLatch(100);     //所有线程必须共享一个CountDownLatch单例（这也是在另外两个线程中CountDownLatch定义为final不可变引用的原因），模拟有100个工作待完成。

         exec.execute(new WaitThread(latch));    //等待线程
         for (int i = 0; i < 100; i++){
             exec.execute(new TaskThread(latch));    //开启100个线程，模拟完成100个工作。
         }

         exec.shutdown();
     }
 }

执行结果很好的诠释了CountDownLatch：