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Java中如何使用CountDownLatch控制线程执行顺序
CountDownLatch通过计数器控制线程执行顺序,初始化指定计数值,调用countDown()减1,await()阻塞等待计数归零。示例中Thread C等待A、B完成后再执行,确保任务顺序。注意事项包括计数器不可重置、需保证countDown()调用次数与初始值一致,适用于一组操作完成后触发后续动作的场景。

在Java中,CountDownLatch 是一种非常实用的并发工具类,位于 java.util.concurrent 包下,可以用来控制多个线程的执行顺序。它通过一个计数器实现:当计数器为0时,所有被阻塞的线程才会继续执行。这使得我们可以让一个或多个线程等待其他线程完成任务后再开始。

1. CountDownLatch 的基本原理

CountDownLatch 初始化时指定一个计数值(正整数),调用 countDown() 方法会将计数减1,而 await() 方法会让当前线程阻塞,直到计数变为0。

  • countDown():由工作线程调用,表示完成一项任务。
  • await():由等待线程调用,等待所有前置任务完成。

2. 控制线程执行顺序的典型场景

假设我们有三个线程:Thread A、B 和 C,要求 A 和 B 必须在 C 执行之前完成。我们可以使用 CountDownLatch 实现这个需求。

示例代码:

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class ThreadOrderExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 设置计数器为2,表示等待两个线程完成
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);

        Thread threadA = new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread A 正在执行");
            try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) {}
            System.out.println("Thread A 执行完毕");
            latch.countDown(); // 计数减1
        });

        Thread threadB = new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread B 正在执行");
            try { Thread.sleep(1500); } catch (InterruptedException e) {}
            System.out.println("Thread B 执行完毕");
            latch.countDown(); // 计数减1
        });

        Thread threadC = new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread C 等待 A 和 B 完成...");
            try {
                latch.await(); // 阻塞,直到计数为0
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Thread C 开始执行");
        });

        // 启动线程(顺序可任意)
        threadC.start();
        threadA.start();
        threadB.start();
    }
}

输出结果大致如下:

Thread C 等待 A 和 B 完成...
Thread A 正在执行
Thread B 正在执行
Thread A 执行完毕
Thread B 执行完毕
Thread C 开始执行

可以看到,尽管 threadC 先启动,但它会等待 A 和 B 都调用 countDown() 后才继续执行。

3. 使用注意事项

  • CountDownLatch 的计数器不能重置,一旦变为0,后续调用 await() 将立即返回。
  • 适用于“**等一组操作完成**”的场景,比如资源初始化、多任务并行处理后的汇总等。
  • 如果需要重复使用,应考虑使用 CyclicBarrier
  • 确保 countDown() 被调用的次数与初始计数一致,否则可能造成死锁。

基本上就这些。CountDownLatch 不复杂但容易忽略细节,正确使用能有效协调线程执行顺序。