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如何在Java中使用CountDownLatch实现等待
CountDownLatch通过计数器实现线程同步,初始化时指定计数值;2. 线程调用await()阻塞等待,每调用一次countDown()计数减一;3. 当计数为0时,所有等待线程被释放并继续执行。

在Java中,CountDownLatch 是一种同步工具,用于让一个或多个线程等待其他线程完成一系列操作后再继续执行。它通过一个计数器实现,当计数器归零时,所有被阻塞的线程会被释放。

CountDownLatch 的基本原理

创建 CountDownLatch 时需要指定一个正整数作为计数值。每当某个线程完成任务后,调用 countDown() 方法将计数减一。其他等待的线程调用 await() 方法会一直阻塞,直到计数变为0。

典型使用场景包括:

  • 主线程等待多个工作线程初始化完成
  • 多个线程等待某个公共准备动作完成后再开始执行
  • 测试中模拟并发请求

简单示例:主线程等待子线程完成

下面是一个常见的使用方式:主线程启动多个子线程,并等待它们全部执行完毕。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class Worker implements Runnable {
    private final CountDownLatch latch;

    public Worker(CountDownLatch latch) {
        this.latch = latch;
    }

    public void run() {
        try {
            // 模拟工作耗时
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成任务");
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        } finally {
            latch.countDown(); // 任务完成,计数减一
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int workerCount = 3;
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(workerCount);

        for (int i = 0; i < workerCount; i++) {
            new Thread(new Worker(latch), "Worker-" + i).start();
        }

        System.out.println("主线程等待所有工作线程完成...");
        latch.await(); // 阻塞直到计数为0
        System.out.println("所有工作线程已完成,主线程继续执行。");
    }
}

输出结果:

主线程等待所有工作线程完成...
Worker-0 完成任务
Worker-1 完成任务
Worker-2 完成任务
所有工作线程已完成,主线程继续执行。

带超时的等待

如果你不希望无限等待,可以使用带超时的 await(long timeout, TimeUnit unit) 方法。

if (latch.await(5, TimeUnit.SECONDS)) {
    System.out.println("所有任务在5秒内完成");
} else {
    System.out.println("等待超时,部分任务可能未完成");
}

这种方式更安全,避免因某些线程异常导致主线程永久阻塞。

注意事项

使用 CountDownLatch 时需注意以下几点:

  • 计数器只能初始化一次,不能重置
  • 多个线程可以同时调用 await(),它们都会被阻塞直到计数归零
  • countDown() 方法不会阻塞,通常放在 finally 块中确保执行
  • 适合“一次性”场景,如果需要重复使用可考虑 CyclicBarrier
基本上就这些。CountDownLatch 使用简单但非常实用,是处理线程协作等待的经典工具。