Java 并发编程系列之闭锁（CountDownLatch）

我不是女神ヾ 2022-05-12 05:16 308阅读 0赞

在讲闭锁之前，我们先来思考一个问题：在多线程环境下，主线程打印一句话，如何保证这句话最后（其他线程全部执行完毕）打印？

博主目前可以想到的实现方式有两种。一种是通过 `join()` 方法实现，另一种就是用闭锁。如果大家有好的解决办法，可以在下面留言，下面进入正题。

### 一、什么是闭锁 ###

闭锁（`CountDownLatch`）是 `java.util.concurrent` 包下的一种同步工具类。闭锁可以用来确保某些活动直到其他活动都完成后才执行。

闭锁相当于一扇门：在闭锁到达结束状态之前，这扇门一直是关闭的，并且没有任何线程能通过，当达到结束状态时，这扇门会打开，并允许所有的线程通过。

下面是 `CountDownLatch` 中的方法：  
![这里写图片描述][70]

`CountDownLatch` 中有一个计数器字段，在对象创建时初始化，表示需要等待的事件数量。`countDown()` 方法递减计数器，表示有一个事件已经发生了，`await()` 方法等待计数器为 0 时，表示所有的需要等待的时间都已经发生。如果计数器的值非 0 会一直阻塞直到计数器为 0。

下面使用闭锁来实现文章开头的问题：

public class CountDownLatchTest { /** * 初始化需要等待的 3 个事件 */ private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { /** * 创建 3 个线程去执行事件 */ new Thread(() -> { System.out.println("*****_*****"); latch.countDown(); }).start(); new Thread(() -> { System.out.println("*****_*****"); latch.countDown(); }).start(); new Thread(() -> { System.out.println("*****_*****"); latch.countDown(); }).start(); // 在计数器为 0 之前会一直阻塞 latch.await(); System.out.println("~~~~~_~~~~~"); } }

执行结果：  
![这里写图片描述][70 1]

### 二、闭锁的用途 ###

我们已经知道了闭锁的使用方法，但是闭锁都是有哪些应用场景呢？

*  确保某个计算在其需要的所有资源都被初始化之后才执行
 *  确保某个服务在其依赖的所有其他服务都已经启动之后才启动
 *  等待直到每个操作的所有参与者都就绪再执行（比如打麻将时需要等待四个玩家就绪）

`CountDownLatch` 底层是基于 AQS（`AbstractQueuedSynchronizer`）实现的，关于 AQS 的知识会在后续的博文中进行分析，大家有兴趣的可以持续关注。

PS：在一开始提到了使用 `join()` 方法解决打印问题，下面把代码贴出来供大家参考。

public class ThreadJoinTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread thread1 = new Thread(() -> System.out.println("*****_*****")); Thread thread2 = new Thread(() -> System.out.println("*****_*****")); Thread thread3 = new Thread(() -> System.out.println("*****_*****")); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); /** * 作用：在 A 线程中调用了 B 线程的 join() 方法时， * 表示只有当 B 线程执行完毕时，A 线程才能继续执行 * 原理：调用了当前线程的 wait() 方法 */ thread1.join(); thread2.join(); thread3.join(); System.out.println("~~~~~_~~~~~"); } }

### 参考资料 ###

《Java 并发编程实战》

[70]: /images/20220512/023ce824a8ac488eaaadf287e5d3440e.png
[70 1]: /images/20220512/1b868fa30c544a77905d5a2731b808f5.png