Java多線程與並發庫高級應用之倒計時計數器

CountDownLatch 類是一個倒計時計數器，在完成一組正在其他線程中執行的操作之前，它允許一個或多個線程一直等待。用給定的計數初始化 CountDownLatch。由於調用了countDown() 方法，所以在當前計數到達零之前，await 方法會一直受阻塞。之后，會釋放所有等待的線程，await 的所有后續調用都將立即返回。

CountDownLatch 是一個通用同步工具，它有很多用途。將計數1初始化的 CountDownLatch 用作一個簡單的開/關鎖存器，或入口：在通過調用 countDown() 的線程打開入口前，所有調用 await 的線程都一直在入口處等待。用N初始化的 CountDownLatch 可以使一個線程在N個線程完成某項操作之前一直等待，或者使其在某項操作完成N次之前一直等待。

CountDownLatch猶如比賽的發令官，多條線程猶如運動員。倒計時到零時一聲槍響，運動員開始比賽，即多條線程開始運行。

使用CountDownLatch很簡單，因為它只提供了一個構造器：

CountDownLatch(int count)：構造一個用給定計數初始化的CountDownLatch。

在線程中調用CountDownLatch對象的await()方法，會使當前線程在鎖存器倒計數至零之前一直等待，除非線程被中斷。而調用countDown()方法會遞減鎖存器的計數，如果計數到達零，則釋放所有等待的線程。

見下面程序：啟動三個線程等待主線程發布命令，主線程發布命令后等待三個線程運行完后的反饋。

public class CountDownLatchDemo {

    public static void main(String[] args) {

        //線程池
        ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
        //定義兩個倒計時計數器
        //等待命令倒計時計數器
        final CountDownLatch countOrder = new CountDownLatch(1);
        //等待反饋倒計時計數器
        final CountDownLatch countAnswer = new CountDownLatch(3);

        //3個子線程
        for(int i = 0; i < 3; i++){
            Runnable target = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                                "-等待命令");
                        //等待countOrder為0時停止等待，向下執行
                        countOrder.await();

                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                                "-得到命令，開始執行");
                        Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                                "-命令執行完成，回應結果");
                        //將countAnswer減一
                        countAnswer.countDown();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }
            };
            pool.execute(target);
        }

        //主線程
        try{
            Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                    "-即將發布命令");
            //將countOrder減一
            countOrder.countDown();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                    "-已發布命令，等待回應");
            //等待回應
            countAnswer.await();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                    "-已收到所有回應結果");
        }catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        pool.shutdown();
    }

}

運行程序

看到3個子線程在接到主線程命令前都等待，當主線程調用了countDown() 方法后減為零，3個子線程開始運行，並且主線程等待子線程運行完后的回應。3個子線程沒運行完一個調用countDown() 方法，當3個都運行完后，主線程收到回應。