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：