浅析Java中CountDownLatch用法

1、CountDownLatch是什么

CountDownLatch可以控制线程的执行，他可以让所有持有他的多个线程同时执行，也可以控制单个线程执行。

他初始化的时候会传出一个int类型的参数i，调用一次countDown(）方法后i的值会减1。

在一个线程中如果调用了await()方法，这个线程就会进入到等待的状态，当参数i为0的时候这个线程才继续执行。

2、一个简单的跑步比赛分析

比如一个跑步比赛，有五个选手参加，有两点需要注意，第一我们必须确保这5个选手都准备就绪了，才能宣布比赛开始，第二只有当5个选手都完成比赛了才能宣布比赛结束。

所以假设这5个选手都有一个独立的线程进行跑步，那么每个线程都必须持有一个相同的CountDownLatch，并且调用await()进入等待，然后才能确保他们同事开始比赛。

同时可以主线程中也要持有一个CountDownLatch，当选手开始比赛后要进入到等待状态，等待所有的选手都完成比赛才能宣布比赛结束。

3、简单的代码分析跑步比赛，代码中都有详细的注释。

/**
CountDownLatch类是一个同步计数器,构造时传入int参数,该参数就是计数器的初始值，每调用一次countDown()方法，计数器减1,计数器大于0 时，await()方法会阻塞程序继续执行
CountDownLatch如其所写，是一个倒计数的锁存器，当计数减至0时触发特定的事件。利用这种特性，可以让主线程等待子线程的结束。下面以一个模拟运动员比赛的例子加以说明。
*/
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class CountDownLatchDemo {
private static final int PLAYER_AMOUNT = 5;
public CountDownLatchDemo() {
// TODO Auto-generated constructor stub
}
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
//begin为了确保每个运动员都准备就绪了才能开始比赛，所以每个运动员都会持有一个begin，并且调用begin.await()方法进入等待。
CountDownLatch begin = new CountDownLatch(1);
//对于整个比赛，所有运动员结束后才算结束。主线程会持有end，确保所有的运动员都到终点才能宣布比赛结束。同时每个运动员到达终点的时候都会调用，end.countdown()方法。
CountDownLatch end = new CountDownLatch(PLAYER_AMOUNT);
Player[] plays = new Player[PLAYER_AMOUNT];

for(int i=0;i<PLAYER_AMOUNT;i++)
plays[i] = new Player(i+1,begin,end);

//设置特定的线程池，大小为5
ExecutorService exe = Executors.newFixedThreadPool(PLAYER_AMOUNT);
for(Player p:plays)
//分配线程，每个运动员都准备就绪，但是没有开始赛跑，因为他们持有的begin都调用了begin.await()
exe.execute(p);
System.out.println("Race begins!");//宣布比赛开始
//所有运动员开始赛跑，begin的参数减少1，变为0，持有begin.await的线程开始运行。
begin.countDown();
try{
//等待所有的运动员都到达终点，比赛结束。
end.await();
}catch (InterruptedException e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
}finally{
System.out.println("Race ends!");//宣布比赛结束
}
exe.shutdown();
}
}
下面是Player类，实现了Runnable接口

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class Player implements Runnable {

private int id;
private CountDownLatch begin;
private CountDownLatch end;
public Player(int i, CountDownLatch begin, CountDownLatch end) {
// TODO Auto-generated constructor stub
super();
this.id = i;
this.begin = begin;
this.end = end;
}

@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
try{
begin.await(); //等待begin的状态为0，这里表示等待其他选手就绪，然后一起开始比赛
Thread.sleep((long)(Math.random()*100)*100); //随机分配时间，即运动员完成时间
System.out.println("Play"+id+" arrived.");//选手到达终点
}catch (InterruptedException e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
}finally{
end.countDown(); //使end状态减1，最终减至0，为0时比赛结束
}
}
}