Java並發編程原理與實戰二十六：閉鎖 CountDownLatch

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關於閉鎖 CountDownLatch 之前在網上看到過一篇舉例非常形象的例子，但不記得是出自哪裡了，所以這裡就當自己再重新寫一篇吧：

例子如下：

我們每天起早貪黑的上班，父母每天也要上班，有一天定了一個飯店，一家人一起吃個飯，通知大家下班去飯店集合。

假設：3個人在不同的地方上班，必須等到3個人到場才能吃飯，用程式如何?呢？

方式一：

public class Test1{    /**     * 類比爸爸去飯店     */    public static void fatherToRes()    {        System.out.println("爸爸步行去飯店需要3小時。");    }     /**     * 類比我去飯店     */    public static void motherToRes()    {        System.out.println("媽媽擠公交去飯店需要2小時。");    }     /**     * 類比媽媽去飯店     */    public static void meToRes()    {        System.out.println("我乘地鐵去飯店需要1小時。");    }     /**     * 類比一家人到齊了     */    public static void togetherToEat()    {        System.out.println("一家人到齊了，開始吃飯");    }     public static void main(String[] args)    {        fatherToRes();        motherToRes();        meToRes();        togetherToEat();    }}

輸出結果：

爸爸步行去飯店需要3小時。媽媽擠公交去飯店需要2小時。我乘地鐵去飯店需要1小時。一家人到齊了，開始吃飯

看似實現了，但是吃個飯，光匯合花了6個小時，第一個到的等了3個小時；話說回來，大家下班同時往飯店聚集，怎麼也是個並行的過程，於是不用我說，大家肯定都行想到使用多線程，於是作為一名資深屌絲程式猿，開始改造我們的代碼：

方式二：

public static void main(String[] args)    {        new Thread()        {            public void run()            {                fatherToRes();            };        }.start();        new Thread()        {            public void run()            {                motherToRes();            };        }.start();        new Thread()        {            public void run()            {                meToRes();            };        }.start();                togetherToEat();    }

直接啟動了3個線程，但是運行結果貌似也不對：

一家人到齊了，開始吃飯我乘地鐵去飯店需要1小時。媽媽擠公交去飯店需要2小時。爸爸步行去飯店需要3小時

一個都沒到，就開始吃飯了，，，（為了更好的顯示，我在每個方法中休息了一段時間，類比到達飯店的過程）。還是不行，那就繼續完善：

方式三：

private static volatile int i = 3;     public static void main(String[] args)    {         new Thread()        {            public void run()            {                fatherToRes();                i--;            };        }.start();        new Thread()        {            public void run()            {                motherToRes();                i--;            };        }.start();        new Thread()        {            public void run()            {                meToRes();                i--;            };        }.start();         while (i != 0);        togetherToEat();    }

我們定義了一個volatile修飾的int類型變數，初始值為3，當為0時代表一家人齊了，於是我們在主線程使用了一個忙等，一直等待所有人到達，這次效果看起來不錯哦：

我乘地鐵去飯店需要1小時。媽媽擠公交去飯店需要2小時。爸爸步行去飯店需要3小時。一家人到齊了，開始吃飯

但是，忙等這樣的代碼對於CPU的消耗太巨大了，我們需要更好的實現方式。順便說一下volatile，為什麼我們用volatile修飾 i 呢， 因為當多個線程操作同一個變數時，為了保證變數修改對於其他線程的可見度，必須使用同步，volatile對於可見度的實現是個不錯的選擇，但是我們代碼中的 i -- 也有可能因為並發造成一定的問題，畢竟i--不是原子操作，正常最好使用同步塊或者AtomicLong.decrementAndGet()實現--。

說了這麼多，標題上的CountLatchDown竟然沒出現，所以最終版，必須讓這哥們出來亮相了：

方式四：

private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);     public static void main(String[] args) throws InterruptedException    {         new Thread()        {            public void run()            {                fatherToRes();                latch.countDown();            };        }.start();        new Thread()        {            public void run()            {                motherToRes();                latch.countDown();            };        }.start();        new Thread()        {            public void run()            {                meToRes();                latch.countDown();            };        }.start();         latch.await();        togetherToEat();    }

輸出結果：

我乘地鐵去飯店需要1小時。媽媽擠公交去飯店需要2小時。爸爸步行去飯店需要3小時。一家人到齊了，開始吃飯

避免使用忙等，我們使用了CountDowmLatch 實現了我們的需求。下面具體介紹一下這個哥們：

Latch閉鎖的意思，是一種同步的工具類。類似於一扇門：在閉鎖到達結束狀態之前，這扇門一直是關閉著的，不允許任何線程通過，當到達結束狀態時，這扇門會開啟並允許所有的線程通過。且當門開啟了，就永遠保持開啟狀態。

作用：可以用來確保某些活動直到其他活動都完成後才繼續執行。

使用情境：

1、例如我們上例中所有人都到達飯店然後吃飯；

2、某個操作需要的資源初始化完畢

3、某個服務依賴的線程全部開啟等等...

CountDowmLatch是一種靈活的閉鎖實現，包含一個計數器，該計算機初始化為一個正數，表示需要等待事件的數量。countDown方法遞減計數器，表示有一個事件發生，而await方法等待計數器到達0，表示所有需要等待的事情都已經完成。

Java並發編程原理與實戰二十六：閉鎖 CountDownLatch