辅助类-CountDownLatch

概念

首先，什么是CountDownLatch？

严格来说，CountDownLatch是 JDK 提供的并发流程控制的工具类

Count - Down - Latch

计数，关闭/向下，门阀

简单来说，用于多线程中的计数及控制线程执行顺序

什么意思呢？我们来看个例子

例子

简单使用

假设我们现在有一家餐厅，快要关门了，但是里面还有客人来用餐，那我们不可能直接将客人赶走，必须等客人吃完，餐厅才能关门。同时，客人用完餐后，还需要结账，餐厅也要将收支统计一下，看一下今天经营的营业状况。

我们现在来写个代码实现一下这个场景

public class Restaurant {
​
    public static void main(String[] args) {
​
        for (int i = 0; i < 6; ++i) {
            int finalI = i;
            new Thread(() -> System.out.println("用户" + finalI + "完成了用餐")).start();
        }
​
        System.out.println("餐厅结束营业");
​
    }
​
}

我们来看一下这段代码的运行结果

用户0完成了用餐
用户1完成了用餐
用户2完成了用餐
用户3完成了用餐
餐厅结束营业
用户5完成了用餐
用户4完成了用餐
​
进程已结束,退出代码0

可以看到，代码执行结果在用户完成用餐前餐厅就结束营业了

所以，这时就要CountDownLatch登场了，我们来看一下CountDownLatch的主要方法

方法	描述
public CountDownLatch(int count)	传入一个参数，该参数 count 是需要倒数的数值
await()	调用 await() 方法的线程开始等待，直到倒数结束，也就是 count 值为 0 的时候才会继续执行
await(long timeout, TimeUnit unit)	await() 有一个重载的方法，里面会传入超时参数，这个方法的作用和 await() 类似，但是这里可以设置超时时间，如果超时就不再等待了
countDown()	也就是将 count 值减 1，直到减为 0 时，之前等待的线程会被唤起

可以看到，当我们调用await()方法，主线程都将等到CountDownLatch降为0才会继续执行

所以，看一下修改后的代码

public class Restaurant {
​
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
​
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);
​
        for (int i = 0; i < 6; ++i) {
            int finalI = i;
            new Thread(() -> {
                System.out.println("用户" + finalI + "完成了用餐");
                countDownLatch.countDown();
            }).start();
        }
​
        countDownLatch.await();
        System.out.println("餐厅结束营业");
​
    }
​
}

看一下执行结果

用户0完成了用餐
用户1完成了用餐
用户2完成了用餐
用户3完成了用餐
用户4完成了用餐
用户5完成了用餐
餐厅结束营业
​
进程已结束,退出代码0

可以看到结果这样就正常了。

加深一下

接下来我们加一些条件，现在客人离开时会付款，同时餐厅结束营业时要统计营业额。我们来看一下实现

public class RestaurantTest {
​
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
​
        List<FutureTask<Integer>> futureTaskList = new ArrayList<>();
        int i;
        int res = 0;
        for (i = 0; i < 6; ++i) {
            int finalI = i + 1;
​
            futureTaskList.add(new FutureTask<>(
                    () -> {
                        System.out.println("用户" + finalI + "完成了用餐，付款：" + finalI + "元");
                        countDownLatch.countDown();
                        return finalI;
                    }
            ));
​
            new Thread(futureTaskList.get(i)).start();
            res += futureTaskList.get(i).get();
        }
        
        System.out.println("餐厅结束营业，营业额：" + res);
        
    }
    
}

这段代码咋一看没有问题，通过FutureTask来创建线程，然后获取线程处理返回的值，但我们要清楚，FutureTask的get()方法是一个阻塞方法，其会阻塞线程的执行，从而降低我们代码的性能。

那么可能有小伙伴就想，我先判断FutureTask是否执行完再统计结果不就行了吗？

那么，我们加上这句

while (isDone(futureTaskList)) {
            
}
​
private static boolean isDone(List<FutureTask<Integer>> futureTaskList) {
    for (int i = 0; i < 6; ++i) {
        if (!futureTaskList.get(i).isDone()) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

可以看到，加上这句后我们代码变得是否臃肿，并且我们主线程要不断的调用isDone()方法循环判断，非常浪费性能，这时CountDownLatch就非常好用了

看使用了CountDownLatch的代码

public class RestaurantTest {
​
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
​
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);
        
        List<FutureTask<Integer>> futureTaskList = new ArrayList<>();
        int i;
        for (i = 0; i < 6; ++i) {
            int finalI = i + 1;
​
            futureTaskList.add(new FutureTask<>(
                    () -> {
                        System.out.println("用户" + finalI + "完成了用餐，付款：" + finalI + "元");
                        countDownLatch.countDown();
                        return finalI;
                    }
            ));
​
            new Thread(futureTaskList.get(i)).start();
        }
​
        countDownLatch.await();
​
        int res = 0;
​
        for (i = 0; i < 6; ++i) {
            res += futureTaskList.get(i).get();
        }
​
        System.out.println("餐厅结束营业，营业额：" + res);
​
    }
​
}

非常简洁，看一下执行的结果：

用户1完成了用餐，付款：1元
用户2完成了用餐，付款：2元
用户3完成了用餐，付款：3元
用户4完成了用餐，付款：4元
用户5完成了用餐，付款：5元
用户6完成了用餐，付款：6元
餐厅结束营业，营业额：21
​
进程已结束,退出代码0

非常不错

这就是这篇文章的内容了，欢迎大家的讨论，如有错漏，也请指出，谢谢～