CountDownLatch的简介说明

下文笔者将讲述CountDownLatch的简介说明，如下所示:

CountDownLatch简介

CountDownLatch是一个同步工具类
用于协调多个线程之间的同步
也可用于线程之间的通信(而不是用作互斥的作用)

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CountDownLatch可使一个线程在等待另外一些线程完成各自工作之后,再继续执行

CountDownLatch的实现原理:
     使用一个计数器进行实现
     计数器初始值为线程的数量
     当每一个线程完成自己任务后
     计数器的值就会减一
      当计数器的值为0时
    则说明所有的线程都已经运行完成
	  然后在CountDownLatch上等待的线程就可以恢复执行接下来的任务

CountDownLatch的用法

 1.某一线程在开始运行前等待n个线程执行完毕
   将CountDownLatch的计数器初始化为new CountDownLatch(n)
  每当一个任务线程执行完毕，就将计数器减1 countdownLatch.countDown()
   当计数器的值变为0时
 此时CountDownLatch上await()的线程就会被唤醒
例:
    一个典型应用场景就是启动一个服务时，主线程需要等待多个组件加载完毕，之后再继续执行

2.实现多个线程开始执行任务的最大并行性
    多个线程在某一时刻同时开始执行

CountDownLatch的缺点

 CountDownLatch计算器的值只能在构造方法中初始化一次
  之后无法对其设置值
  当CountDownLatch使用完毕后
 它不能再次被使用

例:
CountDownLatch(倒计时计算器)使用说明

public void countDown()
 countDown()方法的功能:
　　递减锁存器的计数
    当计数到达零,则释放所有等待的线程
    当计数大于零，则将计数减少.

public boolean await(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException
     使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待
    除非线程被中断或超出了指定的等待时间
     当计数为零，则此方法立刻返回true值。
 
　　如果当前计数大于零，则出于线程调度目的，将禁用当前线程，且在发生以下三种情况之一前，该线程将一直出于休眠状态：
　　   由于调用countDown()方法，计数到达零；或其他某个线程中断当前线程；或者已超出指定的等待时间。
    如果计数到达零，则该方法返回true值。
    如果当前线程，在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者在等待时被中断，则抛出InterruptedException，并且清除当前线程的已中断状态。
   如果超出了指定的等待时间，则返回值为false。如果该时间小于等于零，则该方法根本不会等待。
参数说明：
    timeout:要等待的最长时间
    unit-timeout:参数的时间单位
返回:
   当计数到达零，则返回true；如果在计数到达零之前超过了等待时间，则返回false
异常抛出:
　　InterruptedException-如果当前线程在等待时被中断

例: 主线程等待子线程执行完成在执行

package com.java265.CountDownLatchDemo;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * 主线程等待子线程执行完成再执行
 */
public class CountdownLatchTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            Runnable runnable = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "开始执行");
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                        System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完成");
                        latch.countDown();//当前线程调用此方法，则计数减一
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            service.execute(runnable);
        }

        try {
            System.out.println("主线程"+Thread.currentThread().getName()+"等待子线程执行完成...");
            latch.await();//阻塞当前线程，直到计数器的值为0
            System.out.println("主线程"+Thread.currentThread().getName()+"开始执行...");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

例2： 运动员赛跑，等待发令枪的指令后，开始一起运行

package com.java265.CountDownLatchDemo;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class CountdownLatchTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        final CountDownLatch cdOrder = new CountDownLatch(1);
        final CountDownLatch cdAnswer = new CountDownLatch(4);
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            Runnable runnable = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println("选手" + Thread.currentThread().getName() + "正在等待裁判发布口令");
                        cdOrder.await();
                        System.out.println("选手" + Thread.currentThread().getName() + "已接受裁判口令");
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                        System.out.println("选手" + Thread.currentThread().getName() + "到达终点");
                        cdAnswer.countDown();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            service.execute(runnable);
        }
        try {
            Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
            System.out.println("裁判"+Thread.currentThread().getName()+"即将发布口令");
            cdOrder.countDown();
            System.out.println("裁判"+Thread.currentThread().getName()+"已发送口令，正在等待所有选手到达终点");
            cdAnswer.await();
            System.out.println("所有选手都到达终点");
            System.out.println("裁判"+Thread.currentThread().getName()+"汇总成绩排名");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        service.shutdown();
    }
}