在Java中如何使用CountDownLatch实现线程同步_技术教程

CountDownLatch通过计数器实现线程同步，初始化指定计数值，每调用一次countDown()计数减一，当计数为零时await()方法返回，等待线程继续执行。

在Java中，CountDownLatch 是一种非常实用的线程同步工具类，位于 java.util.concurrent 包下。它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。其核心机制是基于一个计数器，当计数器归零时，所有被阻塞的线程会被释放。

基本原理

CountDownLatch 初始化时指定一个正整数作为计数器值。每当一个线程完成任务后调用 countDown() 方法，计数器减一。其他线程通过调用 await() 方法阻塞自己，直到计数器变为0。一旦计数器归零，所有等待中的线程自动恢复执行。

需要注意的是，CountDownLatch 的计数器只能使用一次，一旦归零就无法重置。

常见使用场景

适合用于以下情况：

主线程等待多个工作线程初始化完成后再启动
多个线程并发执行任务，主线程等待全部完成
模拟高并发请求，确保所有线程同时开始执行

代码示例：主线程等待子线程完成

下面是一个简单的例子，演示如何使用 CountDownLatch 让主线程等待三个工作线程完成任务：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int threadCount = 3;
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount);

        for (int i = 1; i <= threadCount; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在执行任务...");
                try {
                    Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 任务完成");
                latch.countDown(); // 完成任务，计数器减一
            }, "Worker-" + i).start();
        }

        System.out.println("主线程等待所有子线程完成...");
        latch.await(); // 阻塞主线程，直到计数器为0
        System.out.println("所有子线程已完成，主线程继续执行。");
    }
}

输出结果大致如下：

主线程等待所有子线程完成...
Worker-1 正在执行任务...
Worker-2 正在执行任务...
Worker-3 正在执行任务...
Worker-1 任务完成
Worker-2 任务完成
Worker-3 任务完成
所有子线程已完成，主线程继续执行。

带超时的等待

如果不想无限等待，可以使用带超时参数的 await(long timeout, TimeUnit unit) 方法：

boolean finished = latch.await(5, TimeUnit.SECONDS);
if (finished) {
    System.out.println("所有任务在规定时间内完成");
} else {
    System.out.println("等待超时，部分任务可能未完成");
}