JavaCountDownLatch线程同步技巧

**Java CountDownLatch线程等待技巧：高效并发编程指南** 在Java多线程编程中，`CountDownLatch`是强大的同步工具，用于协调线程执行顺序，尤其适用于主线程等待多个子线程完成任务的场景。本文深入解析`CountDownLatch`的核心机制，包括计数器的初始化、`countDown()`方法的递减以及`await()`方法的阻塞等待。通过实例代码，展示如何利用`CountDownLatch`实现多任务并行处理，并在主线程中汇总结果。同时，强调了在`finally`块中调用`countDown()`以避免异常情况下的线程阻塞，以及`CountDownLatch`不可重置的特性。掌握`CountDownLatch`的原理和使用技巧，能显著提升Java并发程序的可控性和可读性，助力开发者编写高效稳定的多线程应用。

CountDownLatch是Java中用于线程同步的工具，通过计数器控制主线程等待多个子线程完成任务后再执行。初始化时设定计数值，每调用一次countDown()计数减一，await()使主线程阻塞直至计数为零。适用于主线程等待多任务并发完成的场景，如示例中三个任务并行执行，主线程在latch.await()处等待，所有任务调用latch.countDown()后主线程继续执行汇总操作。需注意countDown()应在finally块中调用以防止异常导致计数不全，且CountDownLatch不可重置，需重复使用时应选择CyclicBarrier。

在Java多线程编程中，CountDownLatch 是一个非常实用的同步工具类，位于 java.util.concurrent 包下。它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。这种“倒计数门闩”机制非常适合用于协调多个线程之间的执行顺序。

理解CountDownLatch的核心机制

CountDownLatch 内部维护一个计数器，初始化时指定需要等待的事件数量。每当一个事件完成，调用 countDown() 方法将计数减一。其他线程通过调用 await() 方法阻塞自己，直到计数器归零，此时所有等待线程被唤醒并继续执行。

关键点：

• 计数器一旦归零，就不能重置（如果需要重置，请考虑使用 CyclicBarrier）。
• 多个线程可以同时调用 await()，它们都会被阻塞直到计数为0。
• countDown() 方法是非阻塞的，通常由工作线程在任务完成后调用。

典型使用场景：主线程等待多个子任务完成

假设我们需要启动多个线程并行处理数据，主线程需等待所有子任务完成后才进行汇总操作。这时 CountDownLatch 非常合适。

示例代码：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
<p>public class TaskProcessor {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
int taskCount = 3;
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(taskCount);
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);</p><pre class="brush:java;toolbar:false;">    for (int i = 1; i <= taskCount; i++) {
        final int taskId = i;
        executor.submit(() -> {
            try {
                System.out.println("任务 " + taskId + " 开始执行");
                Thread.sleep(1000 * taskId); // 模拟不同耗时
                System.out.println("任务 " + taskId + " 完成");
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            } finally {
                latch.countDown(); // 任务完成，计数减一
            }
        });
    }

    System.out.println("主线程等待所有任务完成...");
    latch.await(); // 阻塞直到计数为0
    System.out.println("所有任务已完成，开始汇总结果");

    executor.shutdown();
}

输出大致如下：

避免常见陷阱与最佳实践

虽然 CountDownLatch 使用简单，但实际开发中仍有一些细节需要注意：

• 确保 countDown() 被正确调用：即使任务抛出异常，也应放在 finally 块中调用 countDown()，否则会导致主线程永久阻塞。
• 避免计数不匹配：创建 latch 时传入的数值必须与实际调用 countDown() 的次数一致，否则可能提前释放或永远等待。
• 合理选择 await() 的重载方法：可使用 await(long timeout, TimeUnit unit) 设置超时，防止无限等待。若超时返回 false，可做相应处理。
• 不要重复使用同一个实例：CountDownLatch 不支持重置。如需重复使用，请新建实例或改用 CyclicBarrier。

基本上就这些。CountDownLatch 是实现线程协作的一种简洁方式，尤其适合“一个或多个线程等待一组操作完成”的场景。掌握其原理和使用技巧，能有效提升并发程序的可控性和可读性。

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