[TOC]

文章参考：https://www.jianshu.com/p/128476015902

概述

CountDownLatch中count down是倒数的意思，latch则是门闩的含义。整体含义可以理解为倒数的门栓，似乎有一点“三二一，芝麻开门”的感觉。CountDownLatch的作用也是如此，在构造CountDownLatch的时候需要传入一个整数n，在这个整数“倒数”到0之前，主线程需要等待在门口，而这个“倒数”过程则是由各个执行线程驱动的，每个线程执行完一个任务“倒数”一次。

总结来说，CountDownLatch的作用就是等待其他的线程都执行完任务，必要时可以对各个任务的执行结果进行汇总，然后主线程才继续往下执行。

CountDownLatch主要有两个方法：countDown()和await()。countDown()方法用于使计数器减一，其一般是执行任务的线程调用，await()方法则使调用该方法的线程处于等待状态，其一般是主线程调用。

CountDownLatch的使用

这里需要注意的是，countDown()方法并没有规定一个线程只能调用一次，当同一个线程调用多次countDown()方法时，每次都会使计数器减一；另外，await()方法也并没有规定只能有一个线程执行该方法，如果多个线程同时执行await()方法，那么这几个线程都将处于等待状态，并且以共享模式享有同一个锁。如下是其使用示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
public class CountDownLatchExample {
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 实例化倒计时为5的CountDownLatch
    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5);
    Service service = new Service(latch);
    Runnable task = () -> service.exec();

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
      Thread thread = new Thread(task);
      thread.start();
    }

    System.out.println("main thread await. ");
    latch.await();
    System.out.println("main thread finishes await. ");
  }
}

/**
 * 这个Service的对象有一个exec方法。作用就是延迟2秒执行countDown
 **/
public class Service {
  private CountDownLatch latch;

  public Service(CountDownLatch latch) {
    this.latch = latch;
  }

  public void exec() {
    try {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " execute task. ");
      sleep(2);
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finished task. ");
    } finally {
      latch.countDown();
    }
  }

  private void sleep(int seconds) {
    try {
      TimeUnit.SECONDS.sleep(seconds);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

在上面的例子中，首先声明了一个CountDownLatch对象，并且由主线程创建了5个线程，分别执行任务，在每个任务中，当前线程会休眠2秒。在启动线程之后，主线程调用了CountDownLatch.await()方法，此时，主线程将在此处等待创建的5个线程执行完任务之后才继续往下执行。如下是执行结果：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Thread-0 execute task. 
Thread-1 execute task. 
Thread-2 execute task. 
Thread-3 execute task. 
Thread-4 execute task. 
main thread await. 
Thread-0 finished task. 
Thread-4 finished task. 
Thread-3 finished task. 
Thread-1 finished task. 
Thread-2 finished task. 
main thread finishes await.

从输出结果可以看出，主线程先启动了五个线程，然后主线程进入等待状态，当这五个线程都执行完任务之后主线程才结束了等待。上述代码中需要注意的是，在执行任务的线程中，使用了try…finally结构，该结构可以保证创建的线程发生异常时CountDownLatch.countDown()方法也会执行，也就保证了主线程不会一直处于等待状态。

CountDownLatch非常适合于对任务进行拆分，使其并行执行，比如某个任务执行2s，其对数据的请求可以分为五个部分，那么就可以将这个任务拆分为5个子任务，分别交由五个线程执行，执行完成之后再由主线程进行汇总，此时，总的执行时间将决定于执行最慢的任务，平均来看，还是大大减少了总的执行时间。

另外一种比较合适使用CountDownLatch的地方是使用某些外部链接请求数据的时候，比如图片。在本人所从事的项目中就有类似的情况，因为我们使用的图片服务只提供了获取单个图片的功能，而每次获取图片的时间不等，一般都需要1.5s~2s。当我们需要批量获取图片的时候，比如列表页需要展示一系列的图片，如果使用单个线程顺序获取，那么等待时间将会极长，此时我们就可以使用CountDownLatch对获取图片的操作进行拆分，并行的获取图片，这样也就缩短了总的获取时间。

CountDownLatch的原理

CountDownLatch是基于AbstractQueuedSynchronizer实现的，在AbstractQueuedSynchronizer中维护了一个volatile类型的整数state，volatile可以保证多线程环境下该变量的修改对每个线程都可见，并且由于该属性为整型，因而对该变量的修改也是原子的。创建一个CountDownLatch对象时，所传入的整数n就会赋值给state属性，当countDown()方法调用时，该线程就会尝试对state减一，而调用await()方法时，当前线程就会判断state属性是否为0，如果为0，则继续往下执行，如果不为0，则使当前线程进入等待状态，直到某个线程将state属性置为0，其就会唤醒在await()方法中等待的线程。如下是countDown()方法的源代码：