线程同步工具-CountDownLatch

CountDownLatch类：允许一个或者多个线程等待直到一组操作完成。在使用时，CountDownLatch初始化一个等待数，这个数的大小就是指定参与工作的线程数量，当某一个参加工作线程都达到某个程序点时，使用countDown()方法使CountDownLatch内部计数器-1，直到CountDownLatch内部计数器的值为0(此时所有的线程都打到了改程序点)，CountDownLatch或唤醒所有的线程。

下面模拟一个视频会议的例子，只有所有组员都到达会议现场，会议才开始。

public class Videoconference implements Runnable {
//视频会议 其中使用CountDownLatch作为控制器
private CountDownLatch controller;

public Videoconference(int number) {
//初始化CountDownLatch number为监控的与会者(线程数)
this.controller = new CountDownLatch(number);
}
public void arrive(String name){
System.out.printf("%s has arrived : ",name);
//每次调用此方法则使得CountDownLatch 内部计数器-1
controller.countDown();
System.out.printf("Videoconference : Waiting for %d participants .\n",controller.getCount());
}
@Override
public void run() {
System.out.printf("Videoconference : Initialization : %d participants.\n",controller.getCount());
try {
//再次等待，知道内部计数器为0
controller.await();
System.out.printf("VideoConference: All the participants have come \n ");
System.out.printf("VideoConference: Let's start...\n");

} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

//与会者线程
public class Participant implements Runnable{
//包含一个Videoconference
private Videoconference videoconference;
private String name;

public Participant(Videoconference videoconference, String name) {
this.videoconference = videoconference;
this.name = name;
}

@Override
public void run() {
long duration = (long)(Math.random()*10);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//调用arrive方法
videoconference.arrive(name);
}
}

public class Core {
public static void main(String[] args) {
Videoconference videoconference = new Videoconference(5);
Thread[] threads = new Thread[5];
Thread vfThread = new Thread(videoconference);
vfThread.start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
threads[i] = new Thread(new Participant(videoconference,"hello"+Math.random()*10));
threads[i].start();
}
}
}

CountDownLatch类有3个基本元素：

1.初始值决定CountDownLatch类需要等待的事件的数量。

2.await() 方法, 被等待全部事件终结的线程调用。

3.countDown() 方法，事件在结束执行后调用。

当创建 CountDownLatch 对象时，对象使用构造函数的参数来初始化内部计数器。每次调用 countDown() 方法, CountDownLatch 对象内部计数器减一。当内部计数器达到0时， CountDownLatch 对象唤醒全部使用 await() 方法睡眠的线程们。

不可能重新初始化或者修改CountDownLatch对象的内部计数器的值。一旦计数器的值初始后，唯一可以修改它的方法就是之前用的 countDown() 方法。当计数器到达0时， 全部调用 await() 方法会立刻返回，接下来任何countDown() 方法的调用都将不会造成任何影响。

此方法与其他同步方法有这些不同：

CountDownLatch 机制不是用来保护共享资源或者临界区。它是用来同步一个或者多个执行多个任务的线程。它只能使用一次。像之前解说的，一旦CountDownLatch的计数器到达0，任何对它的方法的调用都是无效的。如果你想再次同步，你必须创建新的对象。