CountDownLatch的兩種使用場景
先來看看 CountDownLatch 的源碼註釋；
/**
* 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後再執行。
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：模擬併發，讓併發線程一起執行
爲了模擬高併發，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後，進行等待(CountDownLatch.await())，直到秒殺時刻的到來，然後一擁而上；
這也是本地測試接口併發的一個簡易實現。
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()，讓多個參與者線程啓動後阻塞等待，然後在主線程 調用CountDownLatch.countdown(1) 將計數減爲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併發執行，來模擬併發請求的目的。
場景2 讓單個線程等待：多個線程(任務)完成後，進行彙總合併
很多時候，我們的併發任務，存在前後依賴關係；比如數據詳情頁需要同時調用多個接口獲取數據，併發請求獲取到數據後、需要進行結果合併；或者多個數據操作完成後，需要數據check；
這其實都是：在多個線程(任務)完成後，進行彙總合併的場景。
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後，進行結果彙總");
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後，進行結果彙總
在每個線程(任務) 完成的最後一行加上CountDownLatch.countDown()，讓計數器-1；
當所有線程完成-1，計數器減到0後，主線程往下執行彙總任務。
示例源碼：https://github.com/ljheee/JavaConcurrencyInPractice/blob/master/src/main/java/com/ljheee/juc/CountDownLatchUsage.java
從上面兩個例子的代碼，可以看出 CountDownLatch 的API並不多；
-
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；
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，將計數減爲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()：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，計數器的初始值爲線程的數量；
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；
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；由於CountDownLatch採用的是減計數，因此當計數減爲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併發工具中，也相對算是簡單的；
底層基於 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，最後減到0時unpark阻塞線程；這一步是由最後一個執行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屬性是否爲0，如果爲0，則繼續往下執行，如果不爲0，則使當前線程進入等待狀態，直到某個線程將state屬性置爲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個線程裏調用n次countDown()方法使計數器進行減一操作，也可以在一個線程裏調用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使用起來較爲靈活。
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一般用於一個或多個線程，等待其他線程執行完任務後，再才執行
- CyclicBarrier一般用於一組線程互相等待至某個狀態，然後這一組線程再同時執行
另外，CountDownLatch是減計數，計數減爲0後不能重用；而CyclicBarrier是加計數，可置0後複用。
更多CyclicBarrier的內容，請見下篇。
閱讀原文：https://mp.weixin.qq.com/s/RhK_BrYrooGGYbN5OvyXow
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