Java并发工具类之CountDownLatch

Posted 2020-10-14

　　CountDownLatch允许一个或则多个线程等待其他线程完成操作。

　　假如我们有这样的需求：我们需要解析一个excel文件中的多个sheet，我们可以考虑使用多线程，每一个线程解析excel中的一个sheet表格，等所有的线程都完成解析之后，程序提示解析完成，输出解析结果。要实现这个需求，最简单的方式是使用Thread类的join方法，等待所有的线程都完成解析之后再提示解析完成，我们可以用一下代码完成解析：

public class ReadExcelSheetsUserThreadJoinTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread sheet1Thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("解析sheet1");
            }
        });

        Thread sheet2Thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("解析sheet2");
            }
        });

        sheet1Thread.start();
        sheet2Thread.start();
        sheet1Thread.join();
        sheet2Thread.join();
        System.out.print("所有的表格解析完成");
    }
}

输出结果：

解析sheet1
解析sheet2
所有的表格解析完成

　　join用于让当前执行线程等待join线程执行结束，其执行原理是不停的检查join线程是否存活，如果join线程存活，则让当前线程永远等待。代码如下，其中wait(0)表示永远等待。

while (isAlive()) {
       wait(0);
}

　　直到join线程终止后，线程的this.notifyAll()方法被调用，大家可以参考JVM源码，查看notifyAll方法被调用的过程。

　　在JDK1.5之后，Java的并发包提供了CountDownLatch，CountDownLatch也可以实现线程的join功能，并且比Thread的join方法提供的功能更多，使用CountDownLatch实现上述需求的代码如下：

public class ReadExcelSheetsUseCountDownLatchTest {

    private static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread sheet1Thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("解析sheet1");
                countDownLatch.countDown();
            }
        });

        Thread sheet2Thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("解析sheet2");
                countDownLatch.countDown();
            }
        });

        sheet1Thread.start();
        sheet2Thread.start();
        countDownLatch.await();
        System.out.print("所有的表格解析完成");
    }

}

　　CountDownLatch的构造函数接收一个int类型的参数作为计数器，如果你想等待n个点完成，就传入n，我们调用CountDownLatch的countDown方法的时候，n就会减1，await方法会阻塞当前线程直到n变为0，由于CountDownLatch的countDown方法可以用在任何地方，因此这里的n可以是n个线程，也可以是1个线程里面的n个步骤。编程的时候只需要把CountDownLatch的引用传到线程即可。

　　有时候，我们不希望执行线程一直等待下去，这个时候我们可以使用CountDownLatch的await（long time，TimeUnit unit），这个方法在特定的时间之后就不会再阻塞执行线程，当然join也有类似的重载方法。

　　计数器必须大于等于0，只是等于0时候，计数器就是零，调用await方法时不会阻塞当前线程。CountDownLatch不可能重新初始化或者修改CountDownLatch对象的内部计数器的值。一个线程调用countDown方法happen-before，另外一个线程调用await方法。