并发同步计数器 CountDownLatch

概念解释

CountDownLatch 是 Java 中的一个同步辅助类，它可以让一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。CountDownLatch 内部维护了一个计数器，当计数器的值减为0时，所有等待的线程就会被唤醒。

CountDownLatch 的主要方法包括：

1. 构造方法：CountDownLatch(int count) 构造一个 CountDownLatch 对象，指定计数器的初始值为 count。
2. await()：让当前线程等待，直到计数器的值减为0。
3. countDown()：将计数器的值减1，当计数器的值减为0时，所有等待的线程会被唤醒。

CountDownLatch 的典型用法包括：

1. 一个或多个线程等待其他线程完成某些操作后再继续执行。
2. 主线程等待所有子线程执行完毕后再进行汇总处理。
3. 多个子任务并发执行，最后汇总结果。

 基本用法

// 创建一个 CountDownLatch 对象
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(子线程个数);

// 子线程1开始处理逻辑
...
// 子线程执行完所有逻辑进行计数器减1
countDownLatch.countDown();

// 子线程n开始处理逻辑
...
// 子线程执行完所有逻辑进行计数器减1
countDownLatch.countDown();

// 主线程等待所有子线程执行完
countDownLatch.await();
// 主线程继续执行后继逻辑
...

场景

CountDownLatch 经常用于某一线程在开始运行前等待其他关联线程执行完毕的场合。

比如我们制作一张复杂报表，报表的各部分可以安排对应的一个线程进行计算，只有当所有线程都执行完毕后，再由最终的报表输出线程进行报表文件生成。

下面我们使用 CountDownLatch 实现这个例子。假设这张报表有 5 个部分，我们总共安排 5 个子线程分别计算，再设置 1 个报表输出线程用于最终生成报表文件。请看下面代码。

public class CollectionsExample2 {

    // 请求总数
    public static int clientTotal = 5000;

    // 同时并发执行的线程数
    public static int threadTotal = 200;

    private static final Set<Integer> set = Collections.synchronizedSet(Sets.newHashSet());

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
        for (int i = 0; i < clientTotal; i++) {
            final int count = i;
            executorService.execute(() -> {
                try {
                    semaphore.acquire();
                    update(count);
                    semaphore.release();
                } catch (Exception e) {
                    log.error("exception", e);
                }
                countDownLatch.countDown();
            });
        }
        countDownLatch.await();
        executorService.shutdown();
        log.info("size:{}", set.size());
    }

    private static void update(int i) {
        set.add(i);
    }
}