并发工具类系列：

Java并发工具类（闭锁CountDownLatch）

Java并发工具类（栅栏CyclicBarrier）

Java并发工具类（信号量Semaphore）

闭锁是一种同步工具类，可以延迟线程的进度直到其到达终止状态。

CountDownLatch是一种灵活的闭锁实现，它可以使一个或者多个线程等待一组事件的发生。

闭锁状态包含一个计数器，该计数器被初始化为一个正数，表示需要等待的事件数量。countDown方法递减计数器，表示已经有一个事件已经发生了。而await方法等待计数器达到0，这表示所有需要等待的事件都已经发生。如果计数器的值非0，那么await会一直阻塞直到计数器为0，或者等待中的线程中断或者超时。 下面，我们以经典的运动员赛跑举例：

我们在这里设置了两个门，一个是开始门，一个是结束门。

• 开始门： 所有运动员处于准备状态，等待教练的枪声。这时候运动员为n个，枪响只需要一声，等待的这一声枪响到了，开始门也就打开了，所有运动员开始跑。
• 结束门： 教练等待所有运动员，当最后一个运动员也冲破底线，教练才能宣布所有人到达终点，这时候是教练等待n个运动员，直到n为0。

下面我们根据具体的代码来演示CountDownLatch的用法：

package concurrency;import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;class Runner implements Runnable {private static int counter = 0;private final int id = counter++;private static Random rand= new Random(47);private final CountDownLatch start_latch;private final CountDownLatch end_latch;public Runner(CountDownLatch start_latch, CountDownLatch end_latch) {this.start_latch = start_latch;this.end_latch = end_latch;}@Overridepublic void run() {try {start_latch.await();  //所有运动员都在准备状态中，等待教练释放开始门try {doWork();  //每个人跑步的时间不同end_latch.countDow n();  //跑完后，告诉教练跑完了} catch (InterruptedException e) {System.out.println("Interrupted Runner" + id);}} catch (InterruptedException e) {System.out.println("Interrupted Runner" + id);}}public void doWork() throws InterruptedException {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(rand.nextInt(2000));System.out.println(this + "completed");}@Overridepublic String toString() {return String.format("%1$-3d", id);}
}class Coach implements Runnable {private final CountDownLatch start_latch;private final CountDownLatch end_latch;public Coach(CountDownLatch start_latch, CountDownLatch end_latch) {this.start_latch = start_latch;this.end_latch = end_latch;}@Overridepublic void run() {start_latch.countDown();  //教练释放了开始门，运动员们都开始跑System.out.println("Coach say: Ready!!!!  Go!!!!");try {end_latch.await();  //当结束门的count down减为0时，教练宣布所有人都跑完了。System.out.println("All runner passed the end point");} catch (InterruptedException ex) {System.out.println(this + " interrupted");}}
}public class TestRunner {private static final int SIZE = 10;public static void main(String[] args) {ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();CountDownLatch startGate = new CountDownLatch(1);CountDownLatch endGate = new CountDownLatch(SIZE);for (int i = 0; i < SIZE; i++) {exec.execute(new Runner(startGate, endGate));}exec.execute(new Coach(startGate, endGate));exec.shutdown();}
}
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CountDownLatch强调的是一个线程（或多个）需要等待另外的n个线程干完某件事情之后才能继续执行。 上述例子，Coach线程是裁判，10个Runner是跑步的。运动员先准备，裁判喊跑，运动员才开始跑（这是第一次同步，对应startGate）。10个人谁跑到终点了，countdown一下，直到10个人全部到达，裁判喊停（这是第二次同步，对应endGate）。 最后运行结果如下：

Coach say: Ready!!!! Go!!!! 7 completed 9 completed 5 completed 8 completed 2 completed 0 completed 6 completed 4 completed 1 completed 3 completed All runner passed the end point