《蹲坑也能进大厂》多线程系列 – 轻松玩转CountDownLatch

前言

多线程系列我们前面已经更新过多个章节，强烈建议小伙伴按照顺序学习：

《蹲坑也能进大厂》多线程系列文章目录****

CountDownLatch是JUC中常见的一种工具类，从类名中我们也能略窥一二这个类的含义，CountDown字面意思为倒数，latch有门闩（shuan）的意思，主要是用来控制并发流程，本文将详细介绍它的场景和用法。

一、CountDownLatch两大适用场景

• 控制子流程结束：一个线程等待多个线程执行完毕

经常网购的小伙伴对拼夕夕肯定不陌生吧，而拼夕夕有个特点，只有在商品拼团成功后，商家才会发货，如果一直没能成功，那你的订单会一直处于等待的状态；此外，游乐园里的过山车，一次可以坐10个人，商家为了节约成本，一般都是等待人满才会发车，这些都是一等多的生活场景。

• 控制子流程开始：多个线程等待一个线程执行完毕

这种场景也是非常常见，比如我们以前参加运动会时，100米短跑时都会先抬起优秀的翘臀，等待裁判员发出指令后才能起跑，只要裁判不发指令，所有运动员都要进行等待。此外还有一种场景离我们也是十分近—压测，压测也是为了模拟多个请求同时访问某个接口，预测出其支持最大压力程度。不知道有没有小伙伴遇到服务上线后，因为流量激增服务被干掉的情况，哎，不说了，都是泪。

二、CountDownLatch常见方法

CountDownLatch主要是通过AQS的共享锁机制实现的，内部逻辑比较简单，它的核心属性只有一个sync，这个后续会AQS会详细介绍

private final Sync sync;
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现在我们只要掌握以下4个属性在两种场景下的作用即可：

• CountDownLatch(int count)： 类中唯一的构造器，count为倒数的次数；
• await()： 调用该方法的线程会被挂起，直到count为0时才会被唤醒；
• countDown()： 将count执行减一操作，当count为0时，等待中的线程会被唤醒；
• getCount()： 获取latch数量。

三、CountDownLatch代码演示

• 一等多场景

我们开发软件的目的是上线供用户使用，那再上线前肯定需要对系统进行全面测试，而很多模块间并没有依赖关系，因此可以同时进行测试，等待所以模块测试完毕，才能进行正式上线。

本例中假设有五个模块需要测试，并且模块测试可以同步进行，当每个模块测试完毕后会调用countDown方法，执行减一操作，等到count为0时，调用了await()方法的主线程从挂起状态被激活，继续执行。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5);
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);
    //创建5个线程，分别执行不通模块测试
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        final int num = i;
        Runnable runnable = () -> {
            try {
                //模拟测试耗时
                Thread.sleep((long) (Math.random()*5000));
                System.out.println("模块："+ num +"测试完毕");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                //测试完毕后执行减一操作
                latch.countDown();
            }
        };
        service.submit(runnable);
    }
    System.out.println("等待模块检测...");
    //主线程等待，直到count为0
    latch.await();
    System.out.println("所有模块测试完毕,开始上线");
}
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运行结果，当所有模块检测完毕后才开始上线：

等待模块检测...
模块：2测试完毕
模块：5测试完毕
模块：4测试完毕
模块：3测试完毕
模块：1测试完毕
所有模块测试完毕,开始上线
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如果小伙伴还是觉得很绕，这里画个图就基本明白了。

• 初始化count为5；
• 主线程执行await()进入等待状态；
• 各个模块调用countDown()方法对count减一，并且线程不会进入休眠，而是继续执行自身逻辑；
• 当count变成 0 后，主线程被唤醒。

• 多等一操作

这里使用运动会赛跑的栗子：在运动会上，所有运动员会先进行准备动作，只有等到裁判员发出信号，所有人才能开始比赛。

与之前的例子主要区别在于：CountDownLatch初始变量count为1，然后所有线程调用await方法进行等待，直到主线程调用countDown方法将count值减为1，此时所有线程同时被唤醒，开始执行自身逻辑。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    //重点：这里初始化为1
    CountDownLatch begin = new CountDownLatch(1);
    
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);
    //创建5个线程
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        final int num = i;
        Runnable runnable = () -> {
            try {
                System.out.println("运动员："+ num +"等待起跑指令");
                //所有运动员等待指令
                begin.await();
                System.out.println("运动员："+ num +"开始跑步");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        };
        service.submit(runnable);
    }
    Thread.sleep(1000);
    //裁判员发出起步指令
    begin.countDown();
    System.out.println("发令完毕");
}
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运行结果，当发令法币后所有运动员才开始起跑：

运动员：1等待起跑指令
运动员：3等待起跑指令
运动员：4等待起跑指令
运动员：2等待起跑指令
运动员：5等待起跑指令
发令完毕
运动员：3开始跑步
运动员：4开始跑步
运动员：1开始跑步
运动员：5开始跑步
运动员：2开始跑步
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总结

以上就是CountDownLatch的全部内容，相对来说比较容易掌握，理解难度不高，结合具体应用场景选择两种方式来使用，今天的文章就到这里咯，下一期唠唠其他好用的工具类吧，好好敲一敲，轻松搞定并发编程。

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