前言：多个线程同时查询一张表，最后汇总查询结果返回，那么就存在一个问题，如何判断多个线程是否全部已经处理完成。CountDownLatch 能够使一个线程在等待另外一些线程完成各自工作之后，再继续执行。它相当于是一个计数器，这个计数器的初始值就是线程的数量，每当一个任务完成后，计数器的值就会减一，当计数器的值为 0 时，表示所有的线程都已经完成任务了，然后在 CountDownLatch 上等待的线程就可以恢复执行接下来的任务。
一、CountDownLatch简介
1、CountDownLatch概念
CountDownLatch是多线程控制的一种工具，它被称为门阀、计数器或者闭锁。这个工具经常用来用来协调多个线程之间的同步，使一个线程等待其他线程各自执行完毕后再执行。CountDownLatch是在Java1.5被引入，存在于java.util.cucurrent包下。跟它一起被引入的工具类还有CyclicBarrier、Semaphore、ConcurrentHashMap和BlockingQueue。
CountDownLatch是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值是线程的数量。每当一个线程执行完毕后，计数器的值就-1，当计数器的值为0时，表示所有线程都执行完毕，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复工作了。
Java的concurrent包里面的CountDownLatch其实可以把它看作一个计数器，只不过这个计数器的操作是原子操作，同时只能有一个线程去操作这个计数器，也就是同时只能有一个线程去减这个计数器里面的值。你可以向CountDownLatch对象设置一个初始的数字作为计数值，任何调用这个对象上的await()方法都会阻塞，直到这个计数器的计数值被其他的线程减为0为止。
2、CountDownLatch类源码
countDownLatch类中只提供了一个构造器：
//参数count为计数值
public CountDownLatch(int count) { };
类中有三个方法是最重要的：
//调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行
public void await() throws InterruptedException { };
//和await()类似，只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };
//将count值减1
public void countDown() { };
CountDownLatch的一个非常典型的应用场景是：有一个任务想要往下执行，但必须要等到其他的任务执行完毕后才可以继续往下执行。假如我们这个想要继续往下执行的任务调用一个CountDownLatch对象的await()方法，其他的任务执行完自己的任务后调用同一个CountDownLatch对象上的countDown()方法，这个调用await()方法的任务将一直阻塞等待，直到这个CountDownLatch对象的计数值减到0为止。
举个例子，有三个工人在为老板干活，这个老板有一个习惯，就是当三个工人把一天的活都干完了的时候，他就来检查所有工人所干的活。记住这个条件：三个工人先全部干完活，老板才检查。所以在这里用Java代码设计两个类，Worker代表工人，Boss代表老板，具体的代码实现如下：
Java代码 1
package org.zapldy.concurrent;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Worker implements Runnable{
private CountDownLatch downLatch;
private String name;
public Worker(CountDownLatch downLatch, String name){
this.downLatch = downLatch;
this.name = name;
}
public void run() {
this.doWork();
try{
TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(10));
}catch(InterruptedException ie){
}
System.out.println(this.name + "活干完了！");
this.downLatch.countDown();
}
private void doWork(){
System.out.println(this.name + "正在干活!");
}
} Java代码 2
package org.zapldy.concurrent;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class Boss implements Runnable {
private CountDownLatch downLatch;
public Boss(CountDownLatch downLatch){
this.downLatch = downLatch;
}
public void run() {
System.out.println("老板正在等所有的工人干完活......");
try {
this.downLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("工人活都干完了，老板开始检查了！");
}
} Java代码 3
package org.zapldy.concurrent;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class CountDownLatchDemo {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
Worker w1 = new Worker(latch,"张三");
Worker w2 = new Worker(latch,"李四");
Worker w3 = new Worker(latch,"王二");
Boss boss = new Boss(latch);
executor.execute(w3);
executor.execute(w2);
executor.execute(w1);
executor.execute(boss);
executor.shutdown();
}
} 当你运行CountDownLatchDemo这个对象的时候，你会发现是等所有的工人都干完了活，老板才来检查，下面是我本地机器上运行的一次结果，可以肯定的每次运行的结果可能与下面不一样，但老板检查永远是在后面的。
输出结果：
王二正在干活!
李四正在干活!
老板正在等所有的工人干完活......
张三正在干活!
张三活干完了！
王二活干完了！
李四活干完了！
工人活都干完了，老板开始检查了！
二、CountDownLatch 应用场景
典型的应用场景就是当一个服务启动时，同时会加载很多组件和服务，这时候主线程会等待组件和服务的加载。当所有的组件和服务都加载完毕后，主线程和其他线程在一起完成某个任务。
CountDownLatch 还可以实现学生一起比赛跑步的程序，CountDownLatch 初始化为学生数量的线程，鸣枪后，每个学生就是一条线程，来完成各自的任务，当第一个学生跑完全程后，CountDownLatch 就会减一，直到所有的学生完成后，CountDownLatch 会变为 0 ，接下来再一起宣布跑步成绩。
顺着这个场景，你自己就可以延伸、拓展出来很多其他任务场景。
示例：
public class CountDownLatchTest {
public static void main(String[] args) {
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
System.out.println("主线程开始执行…… ……");
//第一个子线程执行
ExecutorService es1 = Executors.newSingleThreadExecutor();
es1.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(3000);
System.out.println("子线程："+Thread.currentThread().getName()+"执行");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
latch.countDown();
}
});
es1.shutdown();
//第二个子线程执行
ExecutorService es2 = Executors.newSingleThreadExecutor();
es2.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("子线程："+Thread.currentThread().getName()+"执行");
latch.countDown();
}
});
es2.shutdown();
System.out.println("等待两个线程执行完毕…… ……");
try {
latch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("两个子线程都执行完毕，继续执行主线程");
}
}
结果集：
主线程开始执行…… ……
等待两个线程执行完毕…… ……
子线程：pool-1-thread-1执行
子线程：pool-2-thread-1执行
两个子线程都执行完毕，继续执行主线程
模拟并发示例：
public class Parallellimit {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(100);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
CountRunnable runnable = new CountRunnable(cdl);
pool.execute(runnable);
}
}
}
class CountRunnable implements Runnable {
private CountDownLatch countDownLatch;
public CountRunnable(CountDownLatch countDownLatch) {
this.countDownLatch = countDownLatch;
}
@Override
public void run() {
try {
synchronized (countDownLatch) {
/*** 每次减少一个容量*/
countDownLatch.countDown();
System.out.println("thread counts = " + (countDownLatch.getCount()));
}
countDownLatch.await();
System.out.println("concurrency counts = " + (100 - countDownLatch.getCount()));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
CountDownLatch和CyclicBarrier区别：
1.countDownLatch是一个计数器，线程完成一个记录一个，计数器递减，只能只用一次
2.CyclicBarrier的计数器更像一个阀门，需要所有线程都到达，然后继续执行，计数器递增，提供reset功能，可以多次使用
参考链接：