轉載請標明出處：http://blog.csdn.net/zhaoyanjun6/article/details/120506758
本文出自【趙彥軍的博客】

文章目錄

• 簡介
• 場景1 讓多個線程等待：模擬并發，讓并發線程一起執行
• 場景2 讓單個線程等待：多個線程(任務)完成后，進行匯總合并
• CountDownLatch 工作原理
• CountDownLatch與Thread.join
• CountDownLatch與CyclicBarrier
• 超時時間
• Android 啟動實戰

簡介

先來看看 CountDownLatch 的源碼注釋；

/*** A synchronization aid that allows one or more threads to wait until* a set of operations being performed in other threads completes.** @since 1.5* @author Doug Lea*/ public class CountDownLatch { }

描述如下：它是一個同步工具類，允許一個或多個線程一直等待，直到其他線程運行完成后再執行。

通過描述，可以清晰的看出，CountDownLatch的兩種使用場景：

• 場景1：讓多個線程等待
• 場景2：和讓單個線程等待。

場景1 讓多個線程等待：模擬并發，讓并發線程一起執行

為了模擬高并發，讓一組線程在指定時刻(秒殺時間)執行搶購，這些線程在準備就緒后，進行等待(CountDownLatch.await())，直到秒殺時刻的到來，然后一擁而上；
這也是本地測試接口并發的一個簡易實現。

在這個場景中，CountDownLatch充當的是一個發令槍的角色；
就像田徑賽跑時，運動員會在起跑線做準備動作，等到發令槍一聲響，運動員就會奮力奔跑。和上面的秒殺場景類似，代碼實現如下：

CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1); for (int i = 0; i < 5; i++) {new Thread(() -> {try {//準備完畢……運動員都阻塞在這，等待號令countDownLatch.await();String parter = "【" + Thread.currentThread().getName() + "】";System.out.println(parter + "開始執行……");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}).start(); }Thread.sleep(2000);// 裁判準備發令 countDownLatch.countDown();// 發令槍：執行發令

運行結果：

【Thread-0】開始執行…… 【Thread-1】開始執行…… 【Thread-4】開始執行…… 【Thread-3】開始執行…… 【Thread-2】開始執行……

我們通過 CountDownLatch.await()，讓多個參與者線程啟動后阻塞等待，然后在主線程 調用CountDownLatch.countdown(1) 將計數減為 0，讓所有線程一起往下執行；
以此實現了多個線程在同一時刻并發執行，來模擬并發請求的目的。

場景2 讓單個線程等待：多個線程(任務)完成后，進行匯總合并

很多時候，我們的并發任務，存在前后依賴關系；比如數據詳情頁需要同時調用多個接口獲取數據，并發請求獲取到數據后、需要進行結果合并；或者多個數據操作完成后，需要數據check；
這其實都是：在多個線程(任務)完成后，進行匯總合并的場景。

代碼實現如下：

CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5); for (int i = 0; i < 5; i++) {final int index = i;new Thread(() -> {try {Thread.sleep(1000 + ThreadLocalRandom.current().nextInt(1000));System.out.println("finish" + index + Thread.currentThread().getName());countDownLatch.countDown();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}).start(); }countDownLatch.await();// 主線程在阻塞，當計數器==0，就喚醒主線程往下執行。 System.out.println("主線程:在所有任務運行完成后，進行結果匯總");

運行結果：

finish4Thread-4 finish1Thread-1 finish2Thread-2 finish3Thread-3 finish0Thread-0 主線程:在所有任務運行完成后，進行結果匯總

在每個線程(任務) 完成的最后一行加上 CountDownLatch.countDown()，讓計數器-1；
當所有線程完成 -1，計數器減到0后，主線程往下執行匯總任務。

從上面兩個例子的代碼，可以看出 CountDownLatch的API并不多；

• CountDownLatch 的構造函數中的count就是閉鎖需要等待的線程數量。這個值只能被設置一次，而且不能重新設置；
• await()：調用該方法的線程會被阻塞，直到構造方法傳入的 N 減到 0 的時候，才能繼續往下執行；
• countDown()：使 CountDownLatch 計數值 減 1；

CountDownLatch 工作原理

CountDownLatch是通過一個計數器來實現的，計數器的初始值為線程的數量；
調用await()方法的線程會被阻塞，直到計數器 減到0的時候，才能繼續往下執行；

調用了await()進行阻塞等待的線程，它們阻塞在Latch門閂/柵欄上；只有當條件滿足的時候（countDown() N次，將計數減為0），它們才能同時通過這個柵欄；以此能夠實現，讓所有的線程站在一個起跑線上。

countDown()方法則是將計數器減1；

在CountDownLatch的構造函數中，指定的線程數量，只能指定一次；由于CountDownLatch采用的是減計數，因此當計數減為0時，計數器不能被重置。
這是和CyclicBarrier的一個重要區別。

CountDownLatch 的源碼在JUC并發工具中，也相對算是簡單的；
底層基于 AbstractQueuedSynchronizer 實現，CountDownLatch 構造函數中指定的count直接賦給AQS的state；每次countDown()則都是release(1)減1，最后減到0時unpark阻塞線程；這一步是由最后一個執行countdown方法的線程執行的。

而調用await()方法時，當前線程就會判斷state屬性是否為0，如果為0，則繼續往下執行，如果不為0，則使當前線程進入等待狀態，直到某個線程將state屬性置為0，其就會喚醒在await()方法中等待的線程。

CountDownLatch與Thread.join

CountDownLatch的作用就是允許一個或多個線程等待其他線程完成操作，看起來有點類似join()方法，但其提供了比 join()更加靈活的API。

CountDownLatch可以手動控制在n個線程里調用n次countDown()方法使計數器進行減一操作，也可以在一個線程里調用n次執行減一操作。
而 join() 的實現原理是不停檢查join線程是否存活，如果 join 線程存活則讓當前線程永遠等待。所以兩者之間相對來說還是CountDownLatch使用起來較為靈活。

CountDownLatch與CyclicBarrier

CountDownLatch和CyclicBarrier都能夠實現線程之間的等待，只不過它們側重點不同：

CountDownLatch一般用于一個或多個線程，等待其他線程執行完任務后，再才執行
CyclicBarrier一般用于一組線程互相等待至某個狀態，然后這一組線程再同時執行
另外，CountDownLatch是減計數，計數減為0后不能重用；而CyclicBarrier是加計數，可置0后復用。

超時時間

通過 await 可以設置要等待的最長時間

public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)

返回值：

• 如果計數到達零，則返回true；如果在計數到達零之前超過了等待時間，則返回false

拋出異常：

• InterruptedException-如果當前線程在等待時被中斷

Android 啟動實戰

在大型的Android 項目中，我們一般會在 Application 的 onCreate 方法中初始化第三方sdk，隨著項目越來越大，需要初始化的 sdk 就越來越多，舉個例子，我們寫一個方法，模擬初始化sdk 需要耗時 200毫秒，如下：

private fun initSDK() {//模擬初始化sdk耗時200毫秒Thread.sleep(200)}

假如我們有 20 個類似的 SDK 需要初始化，那么總耗時就是翻 20 倍。舉例如下：

class App : Application() {override fun onCreate() {super.onCreate()val start = System.currentTimeMillis()repeat(20) {initSDK()}val end = System.currentTimeMillis()Log.d("start-", "啟動耗時 time:${end - start}")}private fun initSDK() {//模擬初始化sdk耗時200毫秒Thread.sleep(200)} }

日式輸出：

D/start-: 啟動耗時 time:4004

可以看到啟動耗時 4 秒鐘，app 從啟動到進入首頁是非常慢的。

下面我們用學到的 CountDownLatch 優化一下，優化如下：

class App : Application() {override fun onCreate() {super.onCreate()val start = System.currentTimeMillis()//模擬20個異步任務val countDownLatch = CountDownLatch(20)//創建線程池val executor = Executors.newCachedThreadPool()repeat(20) {//在子線程中執行初始化工作executor.execute {initSDK()countDownLatch.countDown()}}//等待子線程執行完畢countDownLatch.await()val end = System.currentTimeMillis()Log.d("start-", "啟動耗時 time:${end - start}")}private fun initSDK() {//模擬初始化sdk耗時200毫秒Thread.sleep(200)} }

輸出日志：

D/start-: 啟動耗時 time:205

由此可見，我們的耗時從 4000 毫秒降為 205 毫秒，效果非常明顯。

利用這個知識，我寫了一個 Android 啟動庫：
https://github.com/zyj1609wz/Startup

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java CountDownLatch的两种常用场景的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。