JavaCountDownLatch线程同步方法

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CountDownLatch通过计数器实现线程同步，初始化指定计数，工作线程调用countDown()减1，等待线程调用await()阻塞直至计数归零，常用于多线程任务协调，如考试交卷场景中老师等待所有学生完成。

在Java并发编程中，CountDownLatch 是一个非常实用的同步工具类，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。它基于计数器原理实现线程间的协调，常用于多线程任务的启动控制、结果汇总等场景。

CountDownLatch 基本原理

CountDownLatch 内部维护一个计数器，初始化时指定计数值（count），每当一个线程完成任务后调用 countDown() 方法将计数减1。其他等待的线程调用 await() 方法阻塞，直到计数器归零，所有等待线程才会被唤醒并继续执行。

关键点：

• 计数器一旦归零，不能重置（如果需要重复使用，考虑使用 CyclicBarrier）
• 多个线程可同时调用 await()，都会被阻塞直到计数为0
• countDown() 是非阻塞方法，通常放在 finally 块中确保执行

基本使用步骤

使用 CountDownLatch 的典型流程如下：

• 创建 CountDownLatch 实例，传入初始计数值
• 在主线程或其他协调线程中调用 await() 进行等待
• 在工作线程中完成任务后调用 countDown()
• 当所有工作线程都调用了 countDown()，计数归零，await 阻塞解除

实际案例：模拟考试结束交卷

假设有5个学生参加考试，老师必须等所有学生交卷后才能离开教室。

代码示例：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class ExamExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
int studentCount = 5;
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(studentCount);
    for (int i = 1; i <= studentCount; i++) {
        new Thread(() -> {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在答题...");
                Thread.sleep((long)(Math.random() * 3000)); // 模拟答题时间
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            } finally {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 提交试卷");
                latch.countDown(); // 交卷，计数减1
            }
        }, "学生-" + i).start();
    }

    System.out.println("老师等待所有学生交卷...");
    latch.await(); // 阻塞，直到所有学生交卷
    System.out.println("所有学生已交卷，老师可以离场！");
}
}

应用场景与注意事项

CountDownLatch 适用于以下常见场景：

• 主线程启动多个工作线程后，等待它们全部初始化完成再开始处理
• 汇总多个异步任务的结果，如并行计算后合并结果
• 测试多线程程序时，确保所有线程执行完毕再断言结果

需要注意：

• 避免忘记调用 countDown() 导致死锁
• 计数器不能重置，若需重复使用应选择其他工具
• await() 可能被中断，建议捕获 InterruptedException 并合理处理

基本上就这些。CountDownLatch 简单却强大，掌握其原理和使用方式，能有效提升多线程程序的可控性和可靠性。

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