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CountDownLatch闭锁

Java 5.0 在 java.util.concurrent 包中提供了多种并发容器类来改进同步容器的性能。
CountDownLatch 一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待，即CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。
闭锁可以延迟线程的进度直到其到达终止状态，闭锁可以用来确保某些活动直到其他活动都完成才继续执行：

确保某个计算在其需要的所有资源都被初始化之后才继续执行;

确保某个服务在其依赖的所有其他服务都已经启动之后才启动;

等待直到某个操作所有参与者都准备就绪再继续执行。

示意图

示例

假设有个需求：解析一个Excel里多个sheet的数据，此时可以考虑使用多线程，每个线程解析一个sheet里的数据，等到所有的sheet都解析完之后，程序需要提示解析完成。在这个需求中，要实现主线程等待所有线程完成sheet的解析操作。

Thread#join()

package com.artisan.example.aqs;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;@Slf4j
public class JoinTest {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 线程1 处理sheet AThread t1 = new Thread(() -> {try {log.info(Thread.currentThread().getName() + " parse sheetA start");// 休眠1S，模拟业务耗时Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}log.info(Thread.currentThread().getName() + " parse sheetA finish");}, "t1");// 线程2 处理sheet BThread t2 = new Thread(() -> {try {log.info(Thread.currentThread().getName() + " parse sheetB start");// 休眠1S，模拟业务耗时Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}log.info(Thread.currentThread().getName() + " parse sheetB finish");}, "t2");// 开启线程t1.start();t2.start();// join用于让当前执行线程等待join线程执行结束。其实现原理是不停检查join线程是否存// 活，如果join线程存活则让当前线程永远等待。t1.join();t2.join();// 直到join线程中止后，线程的this.notifyAll()方法会被调用.// 调用notifyAll()方法是在JVM里实现的，JDK里看不到log.info("t1 t2 完成，继续其他操作");}}

输出：

CountDownLatch

package com.artisan.example.aqs;import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;@Slf4j
public class CountDownLatchDemo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//     ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);
//      线程池的写法 （推荐）
//      executorService.execute(() -> {//          try {//              // 休眠1S，模拟业务耗时
//              Thread.sleep(1000);
//          } catch (InterruptedException e) {//              e.printStackTrace();
//          }
//          countDownLatch.countDown();
//          log.info("parse sheetA");
//      });
//
//      executorService.execute(() -> {//          try {//              // 休眠1S，模拟业务耗时
//              Thread.sleep(1000);
//          } catch (InterruptedException e) {//              e.printStackTrace();
//          }
//          log.info("parse sheetB");
//          countDownLatch.countDown();
//
//      });Thread t1 = new Thread(() -> {try {log.info(Thread.currentThread().getName() + " parse sheetA start");// 休眠1S，模拟业务耗时Thread.sleep(1000);// 调用CountDownLatch的countDown方法时，计数器N就会减1，CountDownLatch的await方法// 会阻塞当前线程，直到计数器N变成零countDownLatch.countDown();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}log.info(Thread.currentThread().getName() + " parse sheetA finish");}, "t1");Thread t2 = new Thread(() -> {try {log.info(Thread.currentThread().getName() + " parse sheetB start");// 休眠1S，模拟业务耗时Thread.sleep(1000);// 调用CountDownLatch的countDown方法时，计数器N就会减1，CountDownLatch的await方法// 会阻塞当前线程，直到计数器N变成零countDownLatch.countDown();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}log.info(Thread.currentThread().getName() + " parse sheetB finish");}, "t2");// 开启线程t1.start();t2.start();// 主线程调用await方法 ，等待t1 t2 完成后继续操作。 即计数器N变为0。 等于0时候，调用await方法时不会// 阻塞当前线程countDownLatch.await();log.info("t1 t2 完成，继续其他操作");}}

输出：

CountDownLatch的构造函数接收一个int类型的参数作为计数器，如果你想等待N个点完成，这里就传入N。

当我们调用CountDownLatch的countDown方法时，N就会减1，CountDownLatch的await方法会阻塞当前线程，直到N变成零。

由于countDown方法可以用在任何地方，所以这里说的N个点，可以是N个线程，也可以是1个线程里的N个执行步骤。

用在多个线程时，只需要把这个CountDownLatch的引用传递到线程里即可。

CountDownLatch示例二 await一直等待其他线程执行完

再来看个我们之前一直使用的例子

输出：

14:41:27.453 [pool-1-thread-22] INFO com.artisan.example.aqs.CountDownLatchExample1 - 21
14:41:27.453 [pool-1-thread-5] INFO
......
......
......
14:41:27.510 [pool-1-thread-177] INFO com.artisan.example.aqs.CountDownLatchExample1 - 176
14:41:27.610 [main] INFO com.artisan.example.aqs.CountDownLatchExample1 - finish

可以看到finish最后输出，即等待其他线程全部处理完成后，当前主线程才继续执行。

CountDownLatch示例三 await指定等待时间

如果有某个线程处理得比较慢，我们不可能让主线程一直等待，所以可以使用另外一个带指定时间的await方法——await（long time，TimeUnit unit），这个方法等待特定时间后，就会不再阻塞当前线程。join也有类似的方法

日志输出：

小结

计数器必须大于等于0，只是等于0时候，计数器就是零，调用await方法时不会阻塞当前线程。
CountDownLatch不可能重新初始化或者修改CountDownLatch对象的内部计数器的值。如果需要重置，可以使用CyclicBarrier 同步屏障
一个线程调用countDown方法happen-before，另外一个线程调用await

代码

https://github.com/yangshangwei/ConcurrencyMaster

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