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Java中的并发编程：深入理解CountDownLatch

article 2024/11/16 6:04:12

Java中的并发编程：深入理解CountDownLatch

本文将深入探讨Java中的并发编程，重点关注CountDownLatch的使用。通过理解这些概念和技术，我们可以编写出更高效、稳定的Java程序。

一、CountDownLatch简介

CountDownLatch是Java中的一个同步工具类，它主要的设计目的是用来解决多线程之间的协调问题。它允许一个或多个线程等待其他线程执行完毕后再执行。

具体来说，CountDownLatch内部定义了一个计数器和一个阻塞队列。每当调用countDown()方法时，计数器的值就会减1。当计数器的值递减到0之前，阻塞队列里面的线程会处于挂起状态。只有当所有其他线程都完成各自的任务并调用了countDown()方法后，计数器的值变为0，此时等待的线程才会被唤醒并继续执行。

CountDownLatch的核心方法主要包括：

CountDownLatch(int count)：构造方法，用于创建一个CountDownLatch对象，并指定初始计数值。这个计数值表示需要等待的线程数量。

public void await()：使当前线程进入等待状态，直到计数器的值为0。
public void countDown()：执行此方法的线程将计数器减1。当计数器的值为0时，所有因调用await()方法而处于等待状态的线程都将被唤醒。
public int getCount()：返回当前的计数值。
需要注意的是，CountDownLatch并没有提供任何机制来取消或中断等待的线程，所以在使用它的时候要特别小心。另外，由于CountDownLatch是基于AbstractQueuedSynchronizer实现的，所以它的行为和信号量类似，但功能更为强大。

二、CountDownLatch的使用示例

以下是一个简单的示例，展示了如何使用CountDownLatch实现多线程之间的同步：

import java.util.concurrent.*;

public class CountDownLatchExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         // 需要等待的线程数量
        int threadCount = 5; 
        // 创建一个CountDownLatch对象，并设置初始计数器值为threadCount
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount); 

        for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在处理任务...");
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000)); // 模拟任务处理时间
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "任务处理完成");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        // 任务处理完成后，计数器减1
                        latch.countDown(); 
                    }
                }
            }).start();
        }

        latch.await(); // 主线程等待所有子线程完成任务
        System.out.println("所有线程任务处理完成，主线程继续执行");
    }
}