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在Java中如何使用CountDownLatch进行线程等待_CountDownLatch实战应用

P粉602998670
发布: 2025-11-01 06:01:09
原创
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CountDownLatch通过计数器实现线程同步,初始化指定计数值,每调用一次countDown()计数减一,当计数为零时await()阻塞的线程被唤醒继续执行,适用于主线程等待多个子任务完成的场景,如数据加载、并发测试等,但计数器不可重置,需确保countDown()调用次数与初始值一致,否则可能导致死锁。

在java中如何使用countdownlatch进行线程等待_countdownlatch实战应用

在Java并发编程中,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唤醒并继续运行。

CountDownLatch的基本原理

CountDownLatch内部维护一个计数器,初始化时指定计数值(通常等于需要等待的子任务数量)。每当一个任务完成,调用 countDown() 方法使计数减一。其他线程通过调用 await() 方法阻塞自己,直到计数器变为0。

关键点:

  • 计数器不能重置,一旦归零,后续调用 await() 不会再阻塞。
  • 适用于“等待N个任务完成”的场景,比如启动服务前等待配置加载、多线程计算汇总等。

实战:模拟并行任务的协同执行

假设我们要开发一个数据处理系统,主线程需要等待3个子线程分别从不同数据源加载数据完成后,再进行汇总分析。

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代码示例:

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
<p>public class DataProcessor {
public static void main(String[] args) {
int taskCount = 3;
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(taskCount);</p><pre class='brush:java;toolbar:false;'>    for (int i = 1; i <= taskCount; i++) {
        final int taskId = i;
        new Thread(() -> {
            System.out.println("线程 " + taskId + " 开始加载数据...");
            try {
                Thread.sleep((long)(Math.random() * 3000)); // 模拟耗时
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
            System.out.println("线程 " + taskId + " 数据加载完成!");
            latch.countDown(); // 完成后计数减一
        }).start();
    }

    System.out.println("主线程等待所有数据加载完成...");
    try {
        latch.await(); // 阻塞直到计数为0
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
    System.out.println("所有数据已就绪,开始汇总分析!");
}
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}

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输出可能如下:

线程 2 开始加载数据...
线程 1 开始加载数据...
线程 3 开始加载数据...
主线程等待所有数据加载完成...
线程 1 数据加载完成!
线程 3 数据加载完成!
线程 2 数据加载完成!
所有数据已就绪,开始汇总分析!

应用场景与注意事项

CountDownLatch适合以下典型场景:

  • 主线程等待多个工作线程启动完成:如测试中确保所有线程都已进入运行状态。
  • 分阶段任务协调:例如,多个前置任务完成后才能进入下一阶段。
  • 性能测试中的并发控制:让多个线程同时开始执行以模拟高并发。

使用时注意:

  • 确保调用 countDown() 的次数与初始化值一致,避免因遗漏导致死锁。
  • 如果需要重复使用,应考虑使用 CyclicBarrier 而非 CountDownLatch。
  • await() 可以带超时参数,防止无限等待:await(long timeout, TimeUnit unit)

基本上就这些,合理使用CountDownLatch能让线程协作更清晰可控。

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