舉例:火箭發射倒計時
一、定義
countDownLatch從字面上理解,countDown倒計時的意思latch是鎖、門栓的意思,那么countDownLatch就是倒計時的門栓。
JDK1.5中提供了JAVA.util.concurrent.CountDownLatch類,用于一個或多個類等待一直到其他線程完成一系列操作。
CountDownLatch創建時設置一個count值,表示倒計時的次數,然后等待狀態的線程調用CountDownLatch的await()方法進行等待,倒計時的方法是countDown(), 每次countDown都會減少count的值,直到count為0,則所有的await()的線程都會從等待中返回。
二、使用
我們使用員工下班值班人員鎖門案例進行演示
for (int i=1;i<=6;i++){
new Thread(() -> {
System.out.println("第"+Thread.currentThread().getName()+"t 位員工離開房間");
},String.valueOf(i)).start();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"t 值班人員最后關門走人");
如果我們不使用CountDownLatch 這樣就會導致員工還沒有全部離開房間,這個時候管理員把門鎖上。
運行結果

沒有使用CountDownLatch 運行結果
使用CountDownLatch代碼如下
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);for (int i=1;i<=6;i++){
new Thread(() -> {
System.out.println("第"+Thread.currentThread().getName()+"t 位員工離開房間"); countDownLatch.countDown(); },String.valueOf(i)).start();}
countDownLatch.await();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"t 值班人員最后關門走人");
運行結果:

使用CountDownLatch運行結果
三、原理
在上面我們看到,CountDownLatch主要使用CountDown方法進行減1的操作,使用await方法進行等到操作。
1、CountDown原理

CountDownLatch里面保存了一個count值,通過減1操作,直到為0時候,等待線程才可以執行。而且通過源碼也可以看到這個countDown方法其實是通過sync調用releaseShared(1)來完成的。
sync是個什么,releaseShared方法又是如何實現的。我們不妨接著看源碼,在CountDownLatch的開頭我們找到了答案,原來這個sync在這里定義了。

在這里我們發現繼承了AbstractQueuedSynchronizer(AQS)。AQS的其中一個作用就是維護線程狀態和獲取釋放鎖。在這里也就是說CountDownLatch使用AQS機制維護鎖狀態。而releaseShared(1)方法就是釋放了一個共享鎖。
現在理解了吧,底層使用AQS機制調用releaseShared方法釋放一個鎖資源。
那么等待的方法是如何實現的呢?
2、await原理


這兩個方法都是讓線程等待,一個有時間限制、一個沒有時間限制
await()方法底層主要是顯示acquireSharedInterruptibly()方法來實現的

首先acquireSharedInterruptibly方法里面有兩個if語句,第一個判斷是否被中斷,如果被中斷了,那就拋出中斷異常,然后判斷是否還有線程未執行,如果有那就執行。
tryAcquireShared方法就是判斷countDown是否減到了0,如果到了0,那就返回1,不需要等待,如果沒有到0 說明還有未執行的線程,繼續等待所有線程執行結束
doAcquireSharedInterruptibly方法是如何實現的

大致意思我可以描述一下,他會用一個一個的節點將線程串起來 等達到條件后再一個一個的喚醒。核心就是第三行的addWaiter函數。我們可以再跟進去看看吧。

這里面使用cas機制。
對于CountDownLatch來說原理主要還是通過源碼來認識。不過CountDownLatch看起來雖然很好用,也有很多不足之處,比如說CountDownLatch是一次性的 , 計數器的值只能在構造方法中初始化一次 , 之后沒有任何機制再次對其設置值,當CountDownLatch使用完畢后 , 它不能再次被使用。