【JUC】CountDownLatch

因为在调用端的异步中，需要调用其他多个服务获取数据再汇总结果返回，所以用到了CountDownLatch

CountDownLatch的概念

CountDownLatch是一个同步工具类，用来协调多个线程之间的同步，或者说起到线程之间的通信（而不是用作互斥的作用）。

CountDownLatch能够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。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，表示所有的线程都已经完成了任务，然后在CountDownLatch上等待的线程就可以恢复执行任务。

CountDownLatch的用法

CountDownLatch典型用法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n 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，在CountDownLatch上 await() 的线程就会被唤醒。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。

CountDownLatch典型用法2：实现多个线程开始执行任务的最大并行性。注意是并行性，不是并发，强调的是多个线程在某一时刻同时开始执行。类似于赛跑，将多个线程放到起点，等待发令枪响，然后同时开跑。做法是初始化一个共享的CountDownLatch(1)，将其计数器初始化为1，多个线程在开始执行任务前首先 coundownlatch.await()，当主线程调用 countDown() 时，计数器变为0，多个线程同时被唤醒。

CountDownLatch的不足

CountDownLatch是一次性的，计数器的值只能在构造方法中初始化一次，之后没有任何机制再次对其设置值，当CountDownLatch使用完毕后，它不能再次被使用。

CountDownLatch使用案例

需求：解析一个文件下多个txt文件数据，可以考虑使用多线程并行解析以提高解析效率。每一个线程解析一个文件里的数据，等到所有数据解析完毕之后再进行其他操作。

设计分析：在这个需求中，需要实现主线程等待所有线程完成文件解析操作，CountDownLatch正好可以做到。

CountDownLatch源码分析

CountDownLatch是自定义AQS同步组件，是AQS的一个非常简单的实现，接下来就以自定义同步器Sync、countDown方法和await方法为切入点，分析CountDownLatch的具体实现。

自定义同步器Sync实现[sɪŋk]

自定义同步器实现

同步器Sync实现了共享式获取同步状态的acquire和release，前文中已经详细介绍过AQS相关内容，在这里我就不再做详细介绍分析了。
构造方法

构造方法

从构造方法的具体实现可以看出，通过构造方法传入的int型参数count其实就是同步器的状态State。
countDown实现

countDown实现

整个countDown只做了一件事情，释放同步状态，同步状态在这里的实际意义也就是需要等待的完成的点的数量，只要每完成一个点，就调用countDown方法释放同步状态。
await实现
CountDownLatch提供带超时时间的await和不带超时时间的await：

await实现

await的实质是在获取同步状态，同步状态state == 0成立，当前等待完成的点均已完成，主线程继续往下执行，否则，主线程进入等待队列自旋等待直到同步状态释放后state == 0。有些时候主线程是不能一直自旋等待，这个时候带超时时间的await就派上用场了，设置超时时间，如果在指定时间内N个点都未完成，返回false，主线程不再等待，继续往下执行。

参考AQS结构图方便理解：

总结：CountDownLatch实质上就是一个AQS计数器，通过AQS来实现线程的等待与唤醒。

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