countdownlatch原理

CountDownLatch 是 Java 并发包中的一个同步工具类，它允许一个或多个线程等待其他线程完成一组操作。其核心原理是通过一个计数器来实现线程间的同步。在创建 CountDownLatch 时指定一个初始计数值，每当一个线程完成任务并调用 countDown 方法时，计数器的值就会减 1。当计数器的值减至 0 时，所有等待的线程会被释放继续执行。

基本概念

• 作用：构建锁和同步器，进行线程的等待。
• 使用场景：适用于在多线程的场景需要等待所有子线程全部执行完毕之后再做操作的场景。

优势

• 简单易用：接口简洁，逻辑清晰，容易理解和实现。
• 灵活性强：可以根据实际需求灵活设置计数值和等待线程的数量。
• 线程安全：内部使用了有效的线程同步机制，保证了多线程环境下的正确性。

类型

CountDownLatch 是一次性的，一旦计数器减至 0，CountDownLatch 就无法再次使用，需要重新创建。

应用场景

例如，在多线程环境下，主线程需要等待其他线程完成一些初始化操作后才能继续执行。或者在一个并行计算任务中，需要等待所有子任务完成结果汇总。

工作原理

CountDownLatch 的内部实现基于 AbstractQueuedSynchronizer（AQS），通过一个名为 sync 的内部类来实现同步控制。sync 类继承自 AQS，并实现了 tryAcquireShared 和 tryReleaseShared 方法来控制对共享资源的访问。当调用 countDown 方法时，会尝试减少计数器的值，当计数器减至 0 时，调用 await 方法的线程将被释放。

示例代码

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
        new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread 1 已启动。。。");
            latch.countDown();
        }).start();
        new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread 2 已启动。。。");
            latch.countDown();
        }).start();
        new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread 3 已启动。。。");
            latch.countDown();
        }).start();
        latch.await();
        System.out.println("All threads completed。。。");
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个 CountDownLatch 实例，并将需要等待的线程数设置为 3。然后，我们启动 3 个线程来执行任务，每个线程执行完任务后调用 countDown 方法将计数器减 1。最后，在主线程中我们调用 await 方法来使当前线程等待，直到所有线程完成任务并计数器减为 0 为止。

通过上述分析，我们可以看到 CountDownLatch 是一个简单而强大的同步工具，适用于多种多线程场景。