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java并发编程JUC CountDownLatch线程同步

1、CountDownLatch是什么?
2、CountDownLatch 如何工作
3、CountDownLatch 代码例子

java并发编程JUC CountDownLatch线程同步

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CountDownLatch是一种线程同步辅助工具，它允许一个或多个线程等待其他线程正在执行的一组操作完成。CountDownLatch的概念在java并发编程中非常常见，面试也会经常被问到，所以一定要好好理解掌握。
CountDownLatch与其他并发编程工具类，如CyclicBarrier、Semaphore、ConcurrentHashMap和BlockingQueue等在java.util.concurrent包中与JDK 1.5一起被引入。CountDownLatch能让一个java线程等待其他线程完成任务，比如Application的主线程等待，直到其他负责启动框架服务的服务线程完成所有服务的启动。

1、CountDownLatch是什么?
CountDownLatch用线程数来初始化一个计数器，每当一个线程完成执行时，这个计数器就会递减。当计数为零时，表示所有线程都已完成执行，处于等待状态的主线程可以继续执行。

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下面我们使用伪代码的方式描述CountDownLatch 的作用

主线程启动，并为N个线程(假设n=3)初始化CountDownLatch(n)
启动n个线程
主线程阻塞等待
线程1执行完成，CountDownLatch -1 = 2，主线程继续阻塞
线程3执行完成，CountDownLatch -1 = 1，主线程继续阻塞
线程4执行完成，CountDownLatch -1 = 0，主线程恢复执行

2、CountDownLatch 如何工作
CountDownLatch.java类里面定义了一个构造函数。count实质上是线程数，这个值只能设置一次，CountDownLatch没有提供方法来重置这个数。
CountDownLatch.public CountDownLatch(int count) {...}

使用CountDownLatch的主线程要去等待其他线程执行完成，所以这个主线程必须在启动其他线程后立即调用 CountDownLatch.await() 方法，该方法阻塞主线程处于等待状态，直到其他线程执行完毕，才会停止阻塞。
其他N个线程必须有CountDownLatch对象的引用，因为它们需要通知CountDownLatch对象它们已经完成任务。这个通知是由方法CountDownLatch.countDown()来完成的，每调用一次该方法，就会将构造函数中设置的初始计数count减少1，所以当所有N个线程都调用了这个方法后count计数达到0，主线程就可以不受await()方法阻塞恢复执行了。
所以CountDownLatch特别适合于那些需要等待N个线程完成后再开始执行的场景。例如一个应用程序的启动类，在处理用户请求之前，要确保所有N个外部系统都是处于运行状态的。

3、CountDownLatch 代码例子
假设我们的应用程序主线程启动之前，要检查另外4个程序是否准备就绪，只有其他的4个程序准备就绪，我们的主程序才能继续执行。就可以使用下面的代码来操作：

import java.util.concurrent.CountDownLatch; public class Tester {public static void main(String args[]) {//设置计数器 counter = 4 ，等于线程数CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(4); Thread app1 = new Thread(new Application("App1",countDownLatch)); Thread app2 = new Thread(new Application("App2",countDownLatch)); Thread app3 = new Thread(new Application("App3",countDownLatch)); Thread app4 = new Thread(new Application("App4",countDownLatch)); // 启动多线程去检查其他四个程序的可用状态app1.start(); app2.start(); app3.start(); app4.start(); try {//主线程调用await进行等待，等待上述四个线程正常完成countDownLatch.await(); //上述四个线程检查的应用程序启动正常之后, 打印如下信息System.out.println("All applications are up and running."); } catch(InterruptedException e) {System.out.println(e.getMessage()); }}}

子线程程序，每一个线程都持有countDownLatch对象，线程正常执行完成之时，使用countDownLatch.countDown()方法将countDownLatch对象的计数器减1。

class Application implements Runnable {private String name; //应用程序名称private CountDownLatch countDownLatch; public Application(String name, CountDownLatch countDownLatch) {this.name = name; this.countDownLatch = countDownLatch; }public void run() {try {System.out.println(name + " started. "); Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) {System.out.println(e.getMessage()); }System.out.println( name + " is Up and running."); //将countDownLatch计数器的值减1countDownLatch.countDown(); }}

上述程序的打印输出结果是，可以结合输出结果去理解上文中讲述的CountDownLatch 工作原理：

App2 started.App3 started.App1 started.App4 started.App1 is Up and running.App3 is Up and running.App4 is Up and running.App2 is Up and running.All applications are up and running.

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