Java多线程六脉神剑-少商剑CountDownLatch

前言

少商剑：剑路雄劲，石破天惊，CountDownLatch以其强大而直接的方式控制线程等待和同步，具有明确而有力的作用。

CountDownLatch是一个同步工具类，它是根据计数器实现的，构造函数初始时会指定总的计数数量，每调用一次countDown数量会减一，当数量为0时，闸门将会放开，await等待的线程进而继续执行。

例如，小红，小兰，小明一起去野餐，他们约定先一起到公园门口再开始活动，这时计数器初始值就是3，当小红到达目的地，计数器减1，小红继续等待小兰和小明；小兰到达计数器再减1，再一起等待小明的到达；小明到达，数量就减为0了，他们三人再一起进行活动。

一个简单的动画流程：

CountDownLath方法详解

构造函数 CountDownLatch(int count)：count为计数器的初始值（一般count就是线程数）
countDown()：每调用一次count数减1（一般当线程完成任务后调用）
getCount()：获取当前计数器count的值。
await()：一直等待，直到计数器count值为0。
boolean await(long timeout, TimeUnit unit)：一直等待，直到count值为0，或者过了timeout时间后停止等待。如果是count值为0停止的等待，返回的boolean就为true；如果是过了timeout时间后停止的等待，返回的boolean就为false。

举个栗子🌰

组装加工一台电脑，我们需要加工CPU、主板、内存、显卡、电源等部件，如果进行串行加工，那需要等待CPU加工完再加工主板，那耗时就是所有部件的总和，但如果像工厂那样，流水线作业并行处理，加工CPU的同时，其他所有部件也一起加工，等待所有的部件加工完，我们再组装成电脑，这样效率快了很多。

csharp 复制代码

public class CountDownLatchCase {
    public static void produce() throws InterruptedException {
        List<Task> taskList = new ArrayList<>();
        taskList.add(new Task("CPU",2000L));
        taskList.add(new Task("主板",800L));
        taskList.add(new Task("内存",500L));
        taskList.add(new Task("显卡",1000L));
        taskList.add(new Task("电源",200L));
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(taskList.size());
        ConcurrentHashMap<String,String> results = new ConcurrentHashMap<>();
        for (int i = 0; i < taskList.size(); i++) {
            Task task = taskList.get(i);
            new Thread(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(task.getTime());
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                latch.countDown();
                String threadName = Thread.currentThread().getName();
                results.put(threadName,task.getName());
                System.out.println(threadName+"完成加工:"+task.getName()+",耗时:"+task.getTime()+"毫秒");
            },"线程"+(i+1)).start();
        }
        latch.await();
        for (Map.Entry<String, String> entry : results.entrySet()) {
            System.out.println("总部收到了来自"+entry.getKey()+"加工的"+entry.getValue());
        }
        if(results.size() == taskList.size()){
            System.out.println("所有部件加工完成,可以组装电脑");
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        produce();
    }
}

运行结果

makefile 复制代码

线程5完成加工:电源,耗时:200毫秒
线程3完成加工:内存,耗时:500毫秒
线程2完成加工:主板,耗时:800毫秒
线程4完成加工:显卡,耗时:1000毫秒
线程1完成加工:CPU,耗时:2000毫秒
总部收到了来自线程4加工的显卡
总部收到了来自线程5加工的电源
总部收到了来自线程2加工的主板
总部收到了来自线程3加工的内存
总部收到了来自线程1加工的CPU
所有部件加工完成,可以组装电脑

其他使用场景

统计大屏页面数据时，把各个模块的数据使用多线程统计出来后，封装之后再一起返给前端。
文件处理时，同时启动多个线程分别处理不同的文件，多线程把所有文件处理完毕后，再进行汇总和分析。
系统启动时多线程加载配置文件、初始化数据库连接等操作，当这些操作完成后，业务处理线程才能开始工作。