CountDownLatch 详解CountDownLatch是 Java 并发包java.util.concurrent中的一个同步工具类用于协调多个线程之间的同步让一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。核心原理CountDownLatch 内部维护一个计数器初始化时指定计数大小每当调用countDown()方法计数减 1当计数减到 0 时所有因调用await()而阻塞的线程会被唤醒计数无法重置这是与 CyclicBarrier 的重要区别主要方法方法说明CountDownLatch(int count)构造方法指定初始计数await()阻塞当前线程直到计数为 0await(long timeout, TimeUnit unit)带超时的等待countDown()计数减 1减到 0 时唤醒等待线程getCount()获取当前计数典型使用场景场景一主线程等待多个子线程完成publicclassCountDownLatchDemo{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{inttaskCount3;CountDownLatchlatchnewCountDownLatch(taskCount);for(inti0;itaskCount;i){finalinttaskIdi;newThread(()-{try{System.out.println(任务 taskId 开始执行);Thread.sleep(1000);System.out.println(任务 taskId 执行完毕);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}finally{latch.countDown();// 关键无论成功失败都要减1}}).start();}latch.await();// 主线程阻塞等待System.out.println(所有任务执行完毕主线程继续);}}场景二多个线程等待同一信号并发起跑publicclassStartSignalDemo{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{CountDownLatchstartSignalnewCountDownLatch(1);// 发令枪for(inti0;i5;i){finalintrunnerIdi;newThread(()-{try{startSignal.await();// 所有运动员等待发令System.out.println(运动员 runnerId 起跑);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}).start();}Thread.sleep(2000);System.out.println(发令枪响);startSignal.countDown();// 所有等待线程同时被唤醒}}场景三组合使用等待开始 等待结束CountDownLatchstartSignalnewCountDownLatch(1);CountDownLatchdoneSignalnewCountDownLatch(N);for(inti0;iN;i){newThread(()-{try{startSignal.await();// 等待开始信号doWork();doneSignal.countDown();// 完成后通知}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}).start();}startSignal.countDown();// 发出开始信号doneSignal.await();// 等待所有任务完成实现原理简析基于AQSAbstractQueuedSynchronizer的共享模式实现// 简化示意publicclassCountDownLatch{privatestaticfinalclassSyncextendsAbstractQueuedSynchronizer{Sync(intcount){setState(count);}protectedinttryAcquireShared(intacquires){return(getState()0)?1:-1;// state为0表示可以获取}protectedbooleantryReleaseShared(intreleases){for(;;){intcgetState();if(c0)returnfalse;intnextcc-1;if(compareAndSetState(c,nextc)){returnnextc0;// 减到0时触发唤醒}}}}}与 CyclicBarrier 对比特性CountDownLatchCyclicBarrier计数方向递减到 0递增到指定值可否重用❌ 不可重置✅ 可循环使用等待关系一个/多个线程等 N 个线程N 个线程互相等待应用场景主等子、发令枪分阶段任务、多线程对齐注意事项countDown()应放在 finally 中避免任务异常导致计数不减、其他线程永久阻塞不可重复使用计数归零后await()会立即返回需要重置场景请用CyclicBarrierawait()可被中断会抛出InterruptedException建议用带超时的await避免死等造成线程资源浪费计数不能为负构造时 count 0 会抛IllegalArgumentException底层一句话总结CountDownLatch 通过 AQS 的共享锁机制维护一个 state 计数await()在 state ! 0 时入队阻塞countDown()递减 state减到 0 时通过unpark唤醒所有等待线程。
CountDownLatch 详解CountDownLatch是 Java 并发包java.util.concurrent中的一个同步工具类用于协调多个线程之间的同步让一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。核心原理CountDownLatch 内部维护一个计数器初始化时指定计数大小每当调用countDown()方法计数减 1当计数减到 0 时所有因调用await()而阻塞的线程会被唤醒计数无法重置这是与 CyclicBarrier 的重要区别主要方法方法说明CountDownLatch(int count)构造方法指定初始计数await()阻塞当前线程直到计数为 0await(long timeout, TimeUnit unit)带超时的等待countDown()计数减 1减到 0 时唤醒等待线程getCount()获取当前计数典型使用场景场景一主线程等待多个子线程完成publicclassCountDownLatchDemo{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{inttaskCount3;CountDownLatchlatchnewCountDownLatch(taskCount);for(inti0;itaskCount;i){finalinttaskIdi;newThread(()-{try{System.out.println(任务 taskId 开始执行);Thread.sleep(1000);System.out.println(任务 taskId 执行完毕);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}finally{latch.countDown();// 关键无论成功失败都要减1}}).start();}latch.await();// 主线程阻塞等待System.out.println(所有任务执行完毕主线程继续);}}场景二多个线程等待同一信号并发起跑publicclassStartSignalDemo{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{CountDownLatchstartSignalnewCountDownLatch(1);// 发令枪for(inti0;i5;i){finalintrunnerIdi;newThread(()-{try{startSignal.await();// 所有运动员等待发令System.out.println(运动员 runnerId 起跑);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}).start();}Thread.sleep(2000);System.out.println(发令枪响);startSignal.countDown();// 所有等待线程同时被唤醒}}场景三组合使用等待开始 等待结束CountDownLatchstartSignalnewCountDownLatch(1);CountDownLatchdoneSignalnewCountDownLatch(N);for(inti0;iN;i){newThread(()-{try{startSignal.await();// 等待开始信号doWork();doneSignal.countDown();// 完成后通知}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}).start();}startSignal.countDown();// 发出开始信号doneSignal.await();// 等待所有任务完成实现原理简析基于AQSAbstractQueuedSynchronizer的共享模式实现// 简化示意publicclassCountDownLatch{privatestaticfinalclassSyncextendsAbstractQueuedSynchronizer{Sync(intcount){setState(count);}protectedinttryAcquireShared(intacquires){return(getState()0)?1:-1;// state为0表示可以获取}protectedbooleantryReleaseShared(intreleases){for(;;){intcgetState();if(c0)returnfalse;intnextcc-1;if(compareAndSetState(c,nextc)){returnnextc0;// 减到0时触发唤醒}}}}}与 CyclicBarrier 对比特性CountDownLatchCyclicBarrier计数方向递减到 0递增到指定值可否重用❌ 不可重置✅ 可循环使用等待关系一个/多个线程等 N 个线程N 个线程互相等待应用场景主等子、发令枪分阶段任务、多线程对齐注意事项countDown()应放在 finally 中避免任务异常导致计数不减、其他线程永久阻塞不可重复使用计数归零后await()会立即返回需要重置场景请用CyclicBarrierawait()可被中断会抛出InterruptedException建议用带超时的await避免死等造成线程资源浪费计数不能为负构造时 count 0 会抛IllegalArgumentException底层一句话总结CountDownLatch 通过 AQS 的共享锁机制维护一个 state 计数await()在 state ! 0 时入队阻塞countDown()递减 state减到 0 时通过unpark唤醒所有等待线程。
