CountDownLatch

想象一下，你正在组织一次家庭聚会。为了确保一切都按计划进行，你需要完成几项准备工作，比如布置餐桌、准备食物和装饰房间。你希望所有的准备工作都完成后，再正式开始聚会。为了协调这些任务，你可以使用类似 CountDownLatch 的机制。

使用 CountDownLatch 协调任务

1. 设置倒计时：首先，你确定了有三项主要的准备工作需要完成（布置餐桌、准备食物、装饰房间），于是你创建了一个 CountDownLatch 并设置它的计数为3。
2. 分配任务：接下来，你把不同的任务分配给家庭成员。每个成员负责一项特定的任务，并且在他们完成自己的任务后，他们会告诉 CountDownLatch 他们的部分已经完成了。
3. 等待所有任务完成：与此同时，你（作为组织者）会等待 CountDownLatch 的计数归零，这意味着所有的准备工作都已经完成了。一旦计数归零，你就知道所有的工作都已经完成，现在可以正式开始聚会了。
4. 启动聚会：当 CountDownLatch 的计数变为0时，它会释放等待中的线程，允许你宣布聚会正式开始。

Java 中的 CountDownLatch 示例

下面是一个简化的 Java 示例，展示了如何使用 CountDownLatch 来协调并发任务：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class FamilyPartyPreparation {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建一个 CountDownLatch，初始计数为3，代表三个任务
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);

        // 创建并启动三个线程，每个线程负责一项任务
        Thread setupTable = new Thread(() -> {
            System.out.println("布置餐桌...");
            try {
                Thread.sleep(2000); // 模拟任务耗时
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("餐桌布置完毕！");
            latch.countDown(); // 完成任务，计数减1
        });

        Thread prepareFood = new Thread(() -> {
            System.out.println("准备食物...");
            try {
                Thread.sleep(3000); // 模拟任务耗时
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("食物准备完毕！");
            latch.countDown(); // 完成任务，计数减1
        });

        Thread decorateRoom = new Thread(() -> {
            System.out.println("装饰房间...");
            try {
                Thread.sleep(2500); // 模拟任务耗时
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("房间装饰完毕！");
            latch.countDown(); // 完成任务，计数减1
        });

        // 启动所有线程
        setupTable.start();
        prepareFood.start();
        decorateRoom.start();

        // 等待所有任务完成
        System.out.println("等待所有准备工作完成...");
        latch.await(); // 主线程在此处阻塞，直到计数归零

        // 所有任务完成，开始聚会
        System.out.println("所有准备工作已完成，聚会正式开始！");
    }
}

在这个例子中：

• CountDownLatch 的计数被初始化为3，对应三项准备工作。
• 每个任务由一个独立的线程执行，当任务完成时，该线程调用 latch.countDown() 方法减少计数。
• 主线程调用 latch.await() 方法，这将使主线程暂停执行，直到 CountDownLatch 的计数归零，即所有任务都已完成。
• 一旦计数归零，主线程继续执行，表示所有准备工作已经完成，聚会可以正式开始了。

  CountDownLatch 是一个非常有用的工具，用于协调多个线程之间的操作，特别是在你需要确保一组任务全部完成后才能继续下一步的情况下。通过设定一个初始计数，并让每个完成任务的线程减少这个计数，CountDownLatch 可以有效地管理并发任务的完成情况，并通知等待的线程何时可以继续前进。这种机制非常适合用来同步多个并发任务或阶段性的任务完成检查。