1、什么是闭锁？

闭锁(latch)是一种Synchronizer(Synchronizer：是一个对象，它根据本身的状态调节线程的控制流。常见类型的Synchronizer包括信号量、关卡和闭锁)。

闭锁可以延迟线程的进度直到线程线程到达终止状态。一个闭锁工作起来就像是一道大门：直到闭锁达到终点状态之前，门一直是关闭的，没有线程能够通过，在终点状态到来的时候，所有线程都可以通过。

2、应用场景

闭锁可以用来确保特定活动直到其他的活动都完成后才开始发生，比如：

确保一个计算不会执行，直到它所需要的资源被初始化

确保一个服务不会开始，直到它依赖的其他服务都已经开始

等待，直到活动的所有部分都为继续处理做好充分准备

死锁检测，可以使用n个线程访问共享资源，在每次测试阶段的线程数目是不同的，并尝试产生死锁

3、闭锁的实现

CountDownLatch是一个同步辅助类，存在于java.util.concurrent包下，灵活的实现了闭锁，它允许一个或多个线程等待一个事件集的发生。

CountDownLatch是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后，计数的值就会减1。当计数器值到达0时，它所表示所有的线程已经完成了任务，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务。

4、CountDownLatch原理

CountDownLatch构造函数：

CountDownLatch(int count);

构造器中计数值(count)就是闭锁需要等待的线程数量，这个值只能被设置一次。

CountDownLatch类的方法：

void await()：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。

boolean await(long timeout, TimeUnit unit)：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。

void countDown()：递减锁存器的计数，如果计数到达零，则释放所有等待的线程。

long getCount()：返回当前计数。

String toString()：返回标识此锁存器及其状态的字符串。

与CountDownLatch第一次交互是主线程等待其它的线程，主线程必须在启动其它线程后立即调用await方法，这样主线程的操作就会在这个方法上阻塞，直到其他线程完成各自的任务。

其他的N个线程必须引用闭锁对象，因为他们需要通知CountDownLatch对象，他们已经完成了各自的任务，这种机制就是通过countDown()方法来完成的。每调用一次这个方法，在构造函数中初始化的count值就减1，所以当N个线程都调用了这个方法count的值等于0，然后主线程就能通过await方法，恢复自己的任务。

5、CountDownLatch使用案例

下面介绍API中推荐的一种典型的用法。

首先给出两个类，其中一组worker线程使用了两个倒计数锁存器。

第一个类是一个启动信号，在driver为继续执行worker做好准备之前，它会阻止所有的worker继续执行。

第二个类是一个完成信号，它允许driver在完成所有的worker之前一直等待。

classDriver

{//...

private final static int N=10;public static void main(String[] args) throwsInterruptedException

{

CountDownLatch startSignal= new CountDownLatch(1);

CountDownLatch doneSignal= newCountDownLatch(N);for (int i = 0; i < N; ++i) //create and start threads

new Thread(newWorker(startSignal, doneSignal)).start();

doSomethingElse();//don't let run yet

startSignal.countDown(); //let all threads proceed

doSomethingElse();

doneSignal.await();//wait for all to finish

}private static voiddoSomethingElse()

{//doSomethingElse;

}

}

class Worker implementsRunnable

{private finalCountDownLatch startSignal;private finalCountDownLatch doneSignal;

Worker(CountDownLatch startSignal, CountDownLatch doneSignal)

{this.startSignal =startSignal;this.doneSignal =doneSignal;

}public voidrun()

{try{

startSignal.await();

doWork();

doneSignal.countDown();

}catch(InterruptedException ex)

{

}//return;

}voiddoWork()

{//...

}

}

基于上面的模型，下面我实现了自己的应用场景：

public classCountDownLatchDemo

{final static SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");public static void main(String[] args) throwsInterruptedException

{

CountDownLatch startLatch= new CountDownLatch(1);//开始工作

CountDownLatch endLatch = new CountDownLatch(2);//两个工人的协作

Worker worker1= new Worker("zhang san", 5000,startLatch, endLatch);

Worker worker2= new Worker("li si", 8000, startLatch,endLatch);

worker1.start();// worker2.start();//startLatch.countDown();//工作开始

endLatch.await();//等待所有工人完成工作

System.out.println("all work done at " + sdf.format(newDate()));

}static class Worker extendsThread

{

String workerName;intworkTime;

CountDownLatch startLatch;

CountDownLatch endLatch;public Worker(String workerName, intworkTime, CountDownLatch startLatch,CountDownLatch endLatch)

{this.workerName =workerName;this.workTime =workTime;this.startLatch=startLatch;this.endLatch =endLatch;

}public voidrun()

{try{

startLatch.await();//等待开始工作时间

System.out.println("Worker " + workerName + " do work begin at "+ sdf.format(newDate()));

Thread.sleep(workTime);

}catch(InterruptedException e)

{//TODO 自动生成的 catch 块

e.printStackTrace();

}finally{

System.out.println("Worker " + workerName + " do work complete at " + sdf.format(newDate()));

endLatch.countDown();//工人完成工作，计数器减一

}

}

}

}

执行的结果为：

六、参考资料

2、Java并发编程实践