場景描述：
多線程設計過程中，經常會遇到需要等待其它線程結束以后再做其他事情的情況。
有幾種方案：
1.在主線程中設置一自定義全局計數標志，在工作線程完成時，計數減1。主線程偵測該標志是否為0，一旦為0，表示所有工作線程已經完成。
2.使用Java標准的類CountDownLatch來完成這項工作，原理是一樣的，計數。
CountDownLatch
一個同步輔助類，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。
其機制是：
當多個（具體數量等於初始化CountDownLatch時的count參數的值）線程都達到了預期狀態或完成預期工作時觸發事件，其他線程可以等待這個事件來觸發自己的后續工作。這里需要注意的是，等待的線程可以是多個，即CountDownLatch是可以喚醒多個等待的線程的。達到自己預期狀態的線程會調用CountDownLatch的countDown方法，而等待的線程會調用CountDownLatch的await方法。
CountDownLatch 很適合用來將一個任務分為n個獨立的部分，等這些部分都完成后繼續接下來的任務，CountDownLatch 只能出發一次，計數值不能被重置。
流程圖
如上圖所示，當7個線程都完成latch.countDown調用后，最下面那條線程會從latch.await返回，繼續執行后面的代碼
函數列表
- CountDownLatch(int count) ：構造一個用給定計數初始化的 CountDownLatch。
- void await()：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。
- boolean await(long timeout, TimeUnit unit) 使當前線程在鎖存器倒計數至零之前一直等待，除非線程被中斷或超出了指定的等待時間。
- void countDown() 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。
實現原理
實例
我們來看一個具體的例子。假設我們使用一台多核的機器對一組數據進行排序，那么我們可以把這組數據分到不同線程中進行排序，然后合並；可以利用線程池來管理多線程；可以將CountDownLatch用作各個分組數據都排好序的通知。下面是代碼片段：
先看主線程
int count = 10; final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count); int[] datas = new int[10204]; int step = datas.length / count; for (int i=0; i < count; i++) { int start = i * step; int end = (i+1) * step; if (i == count - 1) end = datas.length; threadpool.execute(new MyRunnable(latch, datas, start, end)); } latch.await(); //合並數據
我們再看一下具體任務的代碼，即MyRunnable的run方法的實現：
public void run() { //數據排序 latch.countDown(); }
CyclicBarrier
可以協同多個線程，讓多個線程在這個屏障前等待，直到所有線程都達到了這個屏障時，再一起繼續執行后面的動作。
CyclicBarrier適用於多個線程有固定的多步需要執行，線程間互相等待，當都執行完了，再一起執行下一步。因為該 barrier 在釋放等待線程后可以重用，所以稱它為循環 的 barrier。
流程圖
上圖中的7個線程各有一個barrier.await,那么任何一個線程在執行到barrier.await時就會進入阻塞等待狀態，直到7個線程都到了barrier.await時才會同時從await返回，繼續后面的工作。此外如果在構造CyclicBarrier時設置了一個Runnable實現，那么最后一個到barrier.await的線程會執行這個Runnable的run方法，以完成一些預設的工作。
(01) CountDownLatch的作用是允許1或N個線程等待其他線程完成執行；而CyclicBarrier則是允許N個線程相互等待。
(02) CountDownLatch的計數器無法被重置；CyclicBarrier的計數器可以被重置后使用，因此它被稱為是循環的barrier。
CountDownLatch 適用於一組線程和另一個主線程之間的工作協作。一個主線程等待一組工作線程的任務完畢才繼續它的執行是使用 CountDownLatch 的主要場景；CyclicBarrier 用於一組或幾組線程，比如一組線程需要在一個時間點上達成一致，例如同時開始一個工作。另外，CyclicBarrier 的循環特性和構造函數所接受的 Runnable 參數也是 CountDownLatch 所不具備的。
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CountDownLatch
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CyclicBarrier
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適用場景
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主線程等待其他工作線程結束
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多個線程相互等待，直到所有線程都達到一個障礙點Barrier
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主要方法
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CountDownLatch(int count) 主線程調用：初始化計數
await() 主線程調用 ： 阻塞，直到等待計數為0時解除阻塞
countDown() 工作線程調用 ： 計數減1
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CyclicBarrier(int parties , Runnnable barrierAction) : 初始化參與者數量和障礙點執行Action，action可選，由主線程初始化
await() : 由工作線程調用，每被調用一次，計數便會減少1，並阻塞住當前線程 ， 直到所有線程都達到障礙點
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等待結束
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各線程之間不再相互影響， 可以繼續做自己的事情， 不再執行下一個工作目標。
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在障礙點到達后， 允許所有線程繼續執行，到達下一個目標后，可以恢復使用CyclicBarrier， barrier 在釋放等待線程后可以重用
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異常
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如果其中一個線程由於中斷、錯誤、或者超時導致永久離開障礙點，其他線程也將拋出異常。
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實例
int count = 10; final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(count + 1); int[] datas = new int[10204]; int step = datas.length / count; for (int i=0; i < count; i++) { int start = i * step; int end = (i+1) * step; if (i == count - 1) end = datas.length; threadpool.execute(new MyRunnable(barrier, datas, start, end)); } barrier.await(); //合並數據
可以看到CyclicBarrier對象傳入的參數值比CountDownLatch大1，原因是構造CountDownLatch的參數是調用countDown的數量，而CyclicBarrier的數量是await的數量
public void run() { //數據排序 try { barrier.await(); }catch (...) }
Semaphore
Semaphore 信號量對象管理的信號就像令牌，構造時傳入個數，總數就是控制並發的數量
。我們需要控制並發的代碼，執行前先獲取信號(通過acquire獲取信號許可)，執行后歸還信號(通過release歸還信號許可)。每次acquire成功返回后，Semaphore可用的信號量就會減少一個，如果沒有可用的信號，acquire調用就會阻塞，等待有release調用釋放信號后，acquire才會得到信號並返回。
如果Semaphore管理的信號量為1個，那么就退化到互斥鎖了；如果多於一個信號量，則主要用於控制並發數。與通過控制線程數來控制並發數的方式相比，通過Semaphore來控制並發數可以控制得更加細粒度，因為真正被控制最大並發的代碼放到acquire和release之間就行了。
Semaphore類位於java.util.concurrent包下，它提供了2個構造器：
public Semaphore(int permits) { //參數permits表示許可數目，即同時可以允許多少線程進行訪問
sync = new NonfairSync(permits);
}
public Semaphore(int permits, boolean fair) { //這個多了一個參數fair表示是否是公平的，即等待時間越久的越先獲取許可
sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}
實例
例如我們需要控制遠程方法的並發量，超過並發量的方法就等待有其他方法執行返回后再執行，那么其代碼如下：
semaphore.acquire(); try { //調用遠程通信的方法 } finally { semaphore.release(); }
參考資料：