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CountDownLatch实战应用全解析

时间：2025-10-13 17:54:47 409浏览收藏

**CountDownLatch实战应用详解：Java并发编程中的同步利器** CountDownLatch是Java并发包中一个强大的同步工具类，通过维护一个计数器实现线程间的协调。主线程通过`await()`方法阻塞等待，而其他工作线程完成任务后调用`countDown()`方法使计数器递减。当计数器归零时，所有等待线程将被释放，继续执行。本文将深入探讨CountDownLatch的基本原理、典型应用场景，例如等待多个工作线程就绪后主线程开始任务、主线程等待多个子任务完成，以及模拟高并发请求下的统一触发。通过具体示例代码，展示如何利用CountDownLatch实现等待所有任务完成和统一触发并发操作，并着重强调CountDownLatch的使用注意事项，助你掌握这一并发编程利器，编写更高效的并发程序。

CountDownLatch通过计数器实现线程同步，主线程调用await()阻塞等待，其他线程执行完任务调用countDown()使计数减一，当计数器归零时所有等待线程被释放继续执行。

Java并发编程中CountDownLatch应用示例

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。它的核心机制是基于一个计数器，当计数器归零时，所有被阻塞的线程会被释放。

基本工作原理

CountDownLatch通过构造函数传入一个整数作为计数器初始值。每当某个线程调用 countDown() 方法时，计数器减一。其他线程调用 await() 方法会阻塞，直到计数器变为0。

典型使用场景包括：

多个工作线程准备就绪后，主线程才开始任务
主线程启动多个子任务，等待它们全部完成
模拟高并发请求下的统一触发

等待所有任务完成的示例

假设我们需要启动10个线程处理数据，主线程需要等待它们全部完成后进行汇总。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class WorkerExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int taskCount = 10;
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(taskCount);

        for (int i = 0; i  {
                System.out.println("任务 " + taskId + " 正在执行...");
                try {
                    Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
                System.out.println("任务 " + taskId + " 完成");
                latch.countDown(); // 任务完成，计数减一
            }).start();
        }

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

统一触发并发操作的示例

有时我们希望多个线程在同一时刻开始执行，用于性能测试或模拟并发场景。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class ConcurrentStartExample {
    public static void main(String[] args) {
        int threadCount = 5;
        CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);
        CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(threadCount);

        for (int i = 0; i  {
                try {
                    System.out.println("线程等待启动信号...");
                    startSignal.await(); // 等待启动命令
                    System.out.println("线程开始执行任务");
                    Thread.sleep(2000); // 模拟任务执行
                    System.out.println("线程任务完成");
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                } finally {
                    doneSignal.countDown();
                }
            }).start();
        }

        try {
            Thread.sleep(2000); // 准备时间
            System.out.println("发送启动信号");
            startSignal.countDown(); // 同时释放所有等待线程
            doneSignal.await();     // 等待所有线程完成
            System.out.println("所有线程已执行完毕");
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

这个例子中使用了两个 CountDownLatch：一个用于控制启动时机，另一个用于等待全部完成。这种方式能精确控制并发行为。

使用注意事项

CountDownLatch 的实例一旦计数归零，就不能重置。如果需要重复使用的场景，应考虑 CyclicBarrier。

确保调用 countDown() 的次数与初始计数一致，避免因漏调导致 await() 永久阻塞
await() 可以被中断，需妥善处理 InterruptedException
适用于“等待N个条件完成”的场景，不适用于线程间传递数据

基本上就这些。CountDownLatch 使用简单但功能强大，是处理线程协作的常用工具之一。掌握它有助于编写更高效的并发程序。

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