详解Java线程同步器CountDownLatch

Java程序有的时候在主线程中会创建多个线程去执行任务，然后在主线程执行完毕之前，把所有线程的任务进行汇总，以前可以用线程的join方法，但是这个方法不够灵活，我们可以使用CountDownLatch类，实现更优雅,而且使用线程池的话，可没有办法调用线程的join方法的呀！

一.简单使用CountDownLatch

直接使用线程：

package com.example.demo.study;import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class Study0215 { //这里相当于新建一个初始值为2的计数器 private static volatile CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2); public static void main(String[] args) throws InterruptedException {new Thread(()->{ try {Thread.sleep(1000);System.out.println('线程一执行完毕'); } catch (Exception e) { }finally {//每调用这个方法计数器减一countDownLatch.countDown(); } }).start();new Thread(()->{ try {Thread.sleep(1000);System.out.println('线程二执行完毕'); } catch (Exception e) { }finally {countDownLatch.countDown(); } }).start();System.out.println('两个线程已经全部启动'); //只要调用了这个方法之后，主线程会阻塞，直到计数器countDownLatch变成0就会返回 countDownLatch.await(); System.out.println('执行完毕'); } }

实际中尽量少直接操作线程，而是使用线程池：

package com.example.demo.study;import java.util.concurrent.CountDownLatch;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class Study0215 { // 这里相当于新建一个初始值为2的计数器 private static volatile CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //创建线程池 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); //将任务一丢进线程池 pool.submit(() -> { try {Thread.sleep(1000);System.out.println('线程一执行完毕'); } catch (Exception e) { } finally {// 每调用这个方法计数器减一countDownLatch.countDown(); } }); //任务二丢进线程池 pool.submit(() -> { try {Thread.sleep(1000);System.out.println('线程二执行完毕'); } catch (Exception e) { } finally {countDownLatch.countDown(); } }); System.out.println('两个线程已经全部启动'); // 只要调用了这个方法之后，主线程会阻塞，直到计数器countDownLatch变成0就会返回 countDownLatch.await(); System.out.println('执行完毕'); }}

二.await方法

看下面的图，可以知道这个CountDownLatch类内部有个工具类Sync实现了AQS，然后CountDownLatch中的方法都是调用工具类Sync去操作的，emmm....跟前面说过的ReentrantLock类结构是一样的；

我们看看CountDownLatch构造器传递的数其实就是设置AQS中state的值：

//实际上调用把值传递给了Sync，也就是设置了AQS中的statepublic CountDownLatch(int count) { if (count < 0) throw new IllegalArgumentException('count < 0'); this.sync = new Sync(count);}Sync(int count) { setState(count);}

我们再看看await方法：

//当前线程调用了await方法之后，当前线程就会给阻塞，直到以下两种情况：//1.其他线程调用了countDown方法将计数器减到0之后，该线程就返回了；//2.其他线程调用了当前的线程的中断方法，当前线程抛出异常InterruptedExceptionpublic void await() throws InterruptedException { sync.acquireSharedInterruptibly(1);}public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException { //当前线程被中断就抛出异常 if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); //查看计数器中的值是不是0，不过不是0，就进入AQS等待队列等待； if (tryAcquireShared(arg) < 0) doAcquireSharedInterruptibly(arg);}protected int tryAcquireShared(int acquires) { return (getState() == 0) ? 1 : -1;}

三.countDown方法

public void countDown() { sync.releaseShared(1);}public final boolean releaseShared(int arg) { //tryReleaseShared方法返回false，说明当前计数器的值减一成功 //返回true，说明计数器的值此时为0，那就要唤醒因为调用了CountDownLatch而阻塞的线程 if (tryReleaseShared(arg)) { doReleaseShared(); return true; } return false;}protected boolean tryReleaseShared(int releases) { //一个无限循环 for (;;) { //获取state的值 int c = getState(); //如果state为0，返回false if (c == 0) return false; //否则就把state减一然后用CAS更新到state int nextc = c-1; if (compareAndSetState(c, nextc)) return nextc == 0; }}

四.getState方法

这个方法获取计数器的值，其实就是获取AQS中的state的值；

int getCount() { return getState();}protected final int getState() { return state;}

其实CountDownLatch比较容易，功能和Thread的join方法一样，只不过更灵活，基于AQS实现，在初始化的时候设置state的值，当线程调用CountDownLatch的await方法的时候，当前线程就会被丢到AQS的阻塞队列挂起；然后当其他线程调用了countDown方法，其实就是将state减一，当state等于0的时候，就会唤醒所有因为调用await方法而阻塞的线程；

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