如何利用Java实现CountDownLatch线程等待

CountDownLatch通过计数器实现线程同步，主线程等待多个子线程完成任务。初始化时设定计数值，每调用一次countDown()计数减1，await()使主线程阻塞直至计数为0。适用于主线程等待多线程初始化或并发任务完成等场景。示例中三个子线程执行完毕后调用countDown()，主线程被唤醒继续执行。支持超时等待避免无限阻塞，需注意计数器不可重置，应确保countDown()调用次数与初始值一致，建议在finally块中调用以保证计数准确。

在Java多线程编程中，CountDownLatch 是一个非常实用的同步工具类，它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。它的核心机制是基于一个计数器，当计数器归零时，所有被阻塞的线程将被释放。

CountDownLatch的基本原理

CountDownLatch通过构造函数传入一个整数值，表示需要等待的事件数量。每调用一次 countDown() 方法，计数器减1。而调用 await() 的线程会一直阻塞，直到计数器变为0，或者等待超时。

常见使用场景包括：

• 主线程等待多个子线程完成初始化后再开始工作
• 多个线程并发执行任务，主线程等待全部完成
• 模拟并发请求测试性能

基本使用示例：主线程等待子线程完成

下面是一个简单的例子，展示如何使用 CountDownLatch 让主线程等待三个工作线程完成任务：

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import java.util.concurrent.CountDownLatch;

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

        for (int i = 1; i <= threadCount; i++) {
            final int taskId = i;
            new Thread(() -> {
                System.out.println("任务 " + taskId + " 开始执行");
                try {
                    Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
                System.out.println("任务 " + taskId + " 完成");
                latch.countDown(); // 计数器减1
            }).start();
        }

        System.out.println("主线程等待所有任务完成...");
        latch.await(); // 阻塞直到计数器为0
        System.out.println("所有任务已完成，主线程继续执行");
    }
}

在这个例子中，主线程调用 latch.await() 后进入等待状态，三个子线程各自执行完成后调用 countDown()，当第三次调用后计数器归零，主线程被唤醒并继续执行。

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设置超时等待

如果你不希望线程无限等待，可以使用带超时参数的 await(long timeout, TimeUnit unit) 方法：

boolean finished = latch.await(5, TimeUnit.SECONDS);
if (finished) {
    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");
}

这种方法适用于对响应时间有要求的场景，避免程序因某个线程卡住而长时间无响应。

注意事项与最佳实践

使用 CountDownLatch 时需要注意以下几点：

• 计数器只能使用一次，一旦归零就无法重置。如果需要重复使用，考虑使用 CyclicBarrier
• 确保调用 countDown() 的次数与初始计数值一致，否则可能导致 await() 永远不会返回
• 多个线程可以同时调用 await()，它们都会被阻塞直到计数器归零
• countDown() 方法通常放在 finally 块中，确保即使发生异常也能正确计数

基本上就这些。CountDownLatch 使用简单但功能强大，合理运用能有效协调线程之间的执行顺序，提升程序的可控性和稳定性。

以上就是如何利用Java实现CountDownLatch线程等待的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！