CountDownLatch通过计数器实现线程同步，主线程调用await()阻塞等待，其他线程执行完任务调用countDown()使计数减一，当计数器归零时所有等待线程被释放继续执行。
在Java并发编程中，CountDownLatch 是一个非常实用的同步工具类，它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。它的核心机制是基于一个计数器，当计数器归零时，所有被阻塞的线程会被释放。
基本工作原理
CountDownLatch通过构造函数传入一个整数作为计数器初始值。每当某个线程调用 countDown() 方法时，计数器减一。其他线程调用 await() 方法会阻塞，直到计数器变为0。
典型使用场景包括：
- 多个工作线程准备就绪后，主线程才开始任务
- 主线程启动多个子任务，等待它们全部完成
- 模拟高并发请求下的统一触发
等待所有任务完成的示例
假设我们需要启动10个线程处理数据，主线程需要等待它们全部完成后进行汇总。
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import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class WorkerExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
int taskCount = 10;
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(taskCount);
for (int i = 0; i < taskCount; i++) {
int taskId = i;
new Thread(() -> {
System.out.println("任务 " + taskId + " 正在执行...");
try {
Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
System.out.println("任务 " + taskId + " 完成");
latch.countDown(); // 任务完成，计数减一
}).start();
}
System.out.println("等待所有任务完成...");
latch.await(); // 主线程阻塞，直到计数为0
System.out.println("所有任务已完成，开始汇总结果");
}
}
统一触发并发操作的示例
有时我们希望多个线程在同一时刻开始执行，用于性能测试或模拟并发场景。
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class ConcurrentStartExample {
public static void main(String[] args) {
int threadCount = 5;
CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);
CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(threadCount);
for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
new Thread(() -> {
try {
System.out.println("线程等待启动信号...");
startSignal.await(); // 等待启动命令
System.out.println("线程开始执行任务");
Thread.sleep(2000); // 模拟任务执行
System.out.println("线程任务完成");
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
} finally {
doneSignal.countDown();
}
}).start();
}
try {
Thread.sleep(2000); // 准备时间
System.out.println("发送启动信号");
startSignal.countDown(); // 同时释放所有等待线程
doneSignal.await(); // 等待所有线程完成
System.out.println("所有线程已执行完毕");
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
这个例子中使用了两个 CountDownLatch：一个用于控制启动时机，另一个用于等待全部完成。这种方式能精确控制并发行为。
使用注意事项
CountDownLatch 的实例一旦计数归零，就不能重置。如果需要重复使用的场景，应考虑 CyclicBarrier。
- 确保调用 countDown() 的次数与初始计数一致，避免因漏调导致 await() 永久阻塞
- await() 可以被中断，需妥善处理 InterruptedException
- 适用于“等待N个条件完成”的场景，不适用于线程间传递数据
基本上就这些。CountDownLatch 使用简单但功能强大，是处理线程协作的常用工具之一。掌握它有助于编写更高效的并发程序。
