文章目录
- 同步工具类
- CountDownLatch
- 常用方法
- 使用步骤
- 适用场景
- 使用示例
同步工具类
JUC（Java.util.concurrent）是 Java 提供的用于并发编程的工具类库，其中包含了一些通信工具类，用于在多个线程之间进行协调和通信，特别是在多线程和网络通信方面。这些工具类提供了丰富的功能，帮助开发者高效地实现复杂的并发控制和网络通信需求。
![![[JUC Communication Utilities.png]]](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/789f2f08cd4a4920a669fbbe91353b4a.png)
CountDownLatch
CountDownLatch（倒计时门闩）是 Java 中的一种同步辅助类，用于控制多个线程之间的协调，允许一个或多个线程等待其他线程完成一组操作。
CountDownLatch 通过维护一个计数器来实现，计数器初始值可以设定为一个正整数（通常为需要等待的线程数量或任务数量）。每当一个线程完成任务后，计数器的值就会减1。当计数器的值减到 0 时，所有等待的线程都会被释放，此时所有因调用 await() 方法而阻塞的线程都会被唤醒，继续执行后续的操作。
常用方法
CountDownLatch 提供了几个关键的方法来实现其功能：
-
CountDownLatch(int count)：构造函数，用于创建 CountDownLatch 实例，并设置计数器的初始值。 -
void countDown()：递减计数器的值。每当一个线程完成任务后，可以调用此方法将计数器的值减1。 -
void await()：使当前线程在计数器减至 0 之前一直等待。如果线程在等待过程中被中断，则会抛出 InterruptedException 异常。 -
boolean await(long timeout, TimeUnit unit)：使当前线程在计数器减至 0 之前等待指定的时间。如果在等待时间内计数器减至 0，则返回 true；如果等待时间超时而计数器仍未减至 0，则返回 false。在等待过程中，如果线程被中断，则会抛出 InterruptedException 异常。 -
long getCount()：获取当前计数器的值。这个方法主要用于调试或测试目的。
使用步骤
使用 CountDownLatch 的基本步骤如下：
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创建一个
CountDownLatch对象，并指定计数器的初始值。 -
在需要等待的线程中，调用
countDown()方法来减少计数器的值。 -
在等待其他线程的线程中，调用
await()方法，等待计数器的值减到0。
当计数器的值减到 0 时，所有等待的线程会被唤醒，可以继续执行后续操作。
需要注意的是，CountDownLatch 是一次性的，一旦计数器的值减到 0，就不能重置。如果需要可重复使用的类似功能，可以考虑使用其他同步工具类如 CyclicBarrier 或 Phaser。
CountDownLatch 在多线程协调和同步的场景中非常有用，可以有效地控制线程的执行顺序和状态的正确性。
适用场景
CountDownLatch 的使用场景是一个或多个线程需要等待其他线程完成某个操作后，再继续执行下去。它常用于以下情况：
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并行计算的启动屏障：在并行计算中，可能需要等待所有并行任务都准备好后再开始执行。此时，可以将
CountDownLatch的初始值设置为并行任务的数量，每个任务在开始执行前都调用countDown()方法，而主线程则调用await()方法等待所有任务都准备就绪。 -
等待多个线程完成：当有多个线程正在执行，并且需要等待所有这些线程都完成后再继续执行其他操作时，可以使用
CountDownLatch。通过将计数器的初始值设置为线程的数量，并在每个线程执行完毕后调用countDown()方法，主线程可以调用await()方法等待所有线程完成。 -
并发测试：在进行并发测试时，可能需要模拟多个线程同时触发某个操作。此时，可以使用
CountDownLatch来等待所有线程都准备好后再一起触发操作。
使用示例
以下是一个简单的示例代码，演示了如何使用 CountDownLatch 来等待多个线程完成：
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class CountDownLatchExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
int numberOfThreads = 5;
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(numberOfThreads);
for (int i = 0; i < numberOfThreads; i++) {
final int threadNum = i;
new Thread(() -> {
try {
// 模拟任务执行
Thread.sleep(1000);
System.out.println("Thread " + threadNum + " is done.");
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
} finally {
latch.countDown();
}
}).start();
}
// 等待所有线程完成
latch.await();
System.out.println("All threads have completed.");
}
}
在这个示例中，我们创建了一个包含5个线程的线程池（尽管这里直接使用了 Thread 类来创建线程，但原理相同），每个线程都执行一个模拟任务（通过 Thread.sleep(1000) 实现）。每个线程在完成任务后都会调用 latch.countDown() 来减少计数器的值。主线程调用 latch.await() 等待，直到计数器的值减到 0，即所有线程都完成了任务。然后，主线程继续执行并打印出所有线程都已完成的消息。
