Java多線程同步工具類CountDownLatch詳解

更新時(shí)間：2022年06月29日 11:16:42 作者：??生命猿于運(yùn)動????

這篇文章主要介紹了Java多線程同步工具類CountDownLatch詳解，CountDownLatch是一個(gè)多線程同步工具類，在多線程環(huán)境中它允許多個(gè)線程處于等待狀態(tài)，直到前面的線程執(zhí)行結(jié)束

簡介

CountDownLatch是一個(gè)多線程同步工具類，在多線程環(huán)境中它允許多個(gè)線程處于等待狀態(tài)，直到前面的線程執(zhí)行結(jié)束。從類名上看CountDown既是數(shù)量遞減的意思，我們可以把它理解為計(jì)數(shù)器。

核心方法

countDown()：計(jì)數(shù)器遞減方法。
await()：使調(diào)用此方法的線程進(jìn)入等待狀態(tài)，直到計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)為0時(shí)主線程才會被喚醒。
await(long, TimeUnit)：在await()方法的基礎(chǔ)上增加了超時(shí)策略，若等待超時(shí)仍未有結(jié)果則會直接喚醒主線程運(yùn)行。

CountDownLatch如何使用

在這里我們用一段簡單的代碼進(jìn)行演示：

@Slf4j
public class CountDownLatchDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);
        new Thread(() -> {
            log.info("hello this is thread one");
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            countDownLatch.countDown();
        }).start();
        new Thread(() -> {
            log.info("hello this is thread two");
            countDownLatch.countDown();
        }).start();
        new Thread(() -> {
            log.info("hello this is thread three");
            countDownLatch.countDown();
        }).start();
        countDownLatch.await();
        log.info("say good bye!");
    }
}

由上面的代碼可見，我們創(chuàng)建了一個(gè)CountDownLatch計(jì)數(shù)器為3和三個(gè)線程同步運(yùn)行。在main主線程中調(diào)用了countDownLatch.await()方法使主線程進(jìn)入阻塞。其中三個(gè)線程任務(wù)執(zhí)行完畢后都會調(diào)用countDownLatch.countDown()方法對計(jì)數(shù)器進(jìn)行遞減，當(dāng)三個(gè)線程任務(wù)都執(zhí)行完畢后計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為0時(shí)主線程被喚醒。

注：在創(chuàng)建CountDownLatch實(shí)例時(shí)必須定義計(jì)數(shù)器值，一般相對較合理的用法是該值的定義需要經(jīng)過合理的計(jì)算使計(jì)數(shù)值與需要并行的線程數(shù)相等，在每個(gè)線程執(zhí)行完成后做計(jì)數(shù)遞減，最終喚醒主線程繼續(xù)執(zhí)行。

CountDownLatch計(jì)數(shù)值設(shè)置大于線程數(shù)，那么最終所有線程都執(zhí)行完了，而計(jì)數(shù)為遞減到0那么主線程將會一直處于等待狀態(tài)。
CountDownLatch計(jì)數(shù)值設(shè)置小于并發(fā)線程數(shù)，那么可能在部分線程未執(zhí)行完畢時(shí)，計(jì)數(shù)就已經(jīng)遞減到0，則主線程會被提前喚醒。

CountDownLatch運(yùn)行流程

如下圖，主線程阻塞與喚醒的核心就是計(jì)數(shù)器，只有當(dāng)所有線程執(zhí)行完成計(jì)數(shù)逐個(gè)遞減最終才會喚起await()阻塞中的主線程。

注：await()可以阻塞一個(gè)線程，也可以阻塞多個(gè)線程，如果是阻塞多個(gè)線程，那么在計(jì)數(shù)為0時(shí)將會喚醒所有被阻塞的線程。

運(yùn)用場景

在簡單了解完CountDownLatch的作用后，相信各位最終目的還是想了解如何去使用，在哪些場景下使用更加合適，接下來我就拿一個(gè)對賬業(yè)務(wù)的場景詳細(xì)分析一下。

相信現(xiàn)在很多平臺都會對接銀聯(lián)、微信、支付寶等支付渠道做交易，那么在這樣的場景下對賬是不可避免的。對賬通常都會在每日的凌晨去處理，一方面是凌晨時(shí)間點(diǎn)多數(shù)平臺訪問量都會較小，服務(wù)器壓力也比較輕松，而且此時(shí)出賬也比較合理，所以在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)做對賬也是一個(gè)大數(shù)據(jù)量計(jì)算的操作。

上面講這么多好像都沒說到重點(diǎn)，在處理對賬之前首先我們肯定是需要通過各個(gè)支付渠道獲取對賬單文件，那么該如何操作呢？

對賬文件下載（第一階段）：在這種情況下可以設(shè)計(jì)三個(gè)任務(wù)并發(fā)去獲取對賬文件，使用CountDownLatch阻塞主線程，等待三個(gè)任務(wù)都獲取到文件的時(shí)候做計(jì)數(shù)遞減，最終喚醒主線將標(biāo)記本階段處理完成，并發(fā)起進(jìn)入下一階段的通知。
對賬文件解析（第二階段）：在上個(gè)階段已下載完成的文件文件中，此階段要做的就是解析文件。由于三個(gè)渠道都是不同的廠家那么文件的內(nèi)容格式肯定都是不一樣的，這時(shí)候我們又可以使用CountDownLatch啟動三個(gè)線程分別去解析各自的對賬文件，最終將文件內(nèi)容轉(zhuǎn)換為業(yè)務(wù)所需的數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式入庫，在三個(gè)任務(wù)都入庫完成后主線程又被喚醒標(biāo)記完成后，通知下一階段開始進(jìn)入工作。
對賬結(jié)算（第三階段）：在上一階段的數(shù)據(jù)入庫完成后，此階段要做的就是比對每一筆交易是否準(zhǔn)確，一般都是按單號與交易渠道比對交易的金額是否一致，如果金額一致則該筆交易結(jié)算成功，否則將交易判定為異常交易，并入庫處理。由上面的流程分析我們就可以設(shè)計(jì)相對合理的CountDownLatch計(jì)數(shù)，結(jié)合Semaphore信號量控制并發(fā)量同時(shí)對對比交易單做并發(fā)處理，最終帶所有交易單處理完成后喚醒主線程標(biāo)記對賬完成，并通知下一階段進(jìn)行出賬。
出賬（第四階段）：通常平臺在對賬完成后會進(jìn)行出賬，也就是按照平臺的業(yè)務(wù)規(guī)則出具相關(guān)的賬單方便財(cái)務(wù)人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

總結(jié)

多線程并發(fā)的情況下需要做好同步處理，結(jié)合CountDownLatch充分的運(yùn)用到業(yè)務(wù)場景當(dāng)中還是挺有必要的，凡是需要在多個(gè)任務(wù)執(zhí)行完成后再去做另一件事的情況都可以考慮使用CountDownLatch，合理使用但請不要濫用，特別上面也提到過計(jì)數(shù)值需要確定，否則可能導(dǎo)致多任務(wù)無法做到同步甚至造成主線程無限等待。

到此這篇關(guān)于Java多線程同步工具類CountDownLatch詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java CountDownLatch內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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