引言
高手程序员与新手程序员一个简单的判断标准，就是有没有使用过CountDownLatch，在互联网公司工作超过3年的程序员基本上应该都用过。CountDownLatch中文名称叫做闭锁，也叫计数锁，不过不是用来加锁的，而是通过计数实现条件等待的功能。CountDownLatch的使用场景有两个：
使用示例
CountDownLatch常用的方法就两个，countDown()方法用来将计数器减一，await()方法会阻塞当前线程，直到计数器值等于0。
场景1：
先看一下第一种场景，也是最常用的场景：
- 当前线程等待其他线程都执行完成之后，再执行。
在工作中什么时候会遇到这种场景呢？比如当前线程需要查询3个数据库，并且把查询结果汇总返回给前端。查询3个数据库的逻辑，可以分别使用3个线程加快查询速度。但是怎么判断3个线程都执行结束了呢？这时候就可以使用CountDownLatch了。
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* @author 一灯架构
* @apiNote CountDownLatch测试类（场景1）
**/
public class CountDownLatchTest1 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 1. 创建一个线程池，用来执行3个查询任务
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 2. 创建一个计数锁，数量是3
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);
// 3. 启动3个查询任务
for (int i = 0; i {
try {
// 4. 睡眠1秒，模拟任务执行过程
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行完成");
// 5. 任务执行完成，计数器减一
countDownLatch.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
}
});
}
// 6. 等待所有任务执行完成
countDownLatch.await();
System.out.println("所有任务执行完成。");
// 7. 关闭线程池
executorService.shutdown();
}
}输出结果：
pool-1-thread-2 执行完成 pool-1-thread-1 执行完成 pool-1-thread-3 执行完成 所有任务执行完成。
需要注意的是，这里创建CountDownLatch计数器的时候，指定的数量是3，因为有3个任务。在3个任务没有执行完成之前，await()方法会一直阻塞，直到3个任务都执行完成。
场景2
再看一下第二种场景，有些情况用的也比较多：
- 所有线程满足条件后，再一起执行。
什么情况下会遇到这种场景呢？比如系统中多个任务线程存在先后依赖关系，必须等待其他线程启动完成后，才能一起执行。
/**
* @author 一灯架构
* @apiNote CountDownLatch测试类（场景2）
**/
public class CountDownLatchTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 1. 创建一个线程池，用来执行3个任务
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 2. 创建一个计数锁，数量是1
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
// 3. 启动3个任务
for (int i = 0; i {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 启动完成");
// 4. 等待其他任务启动完成
countDownLatch.await();
// 5. 睡眠1秒，模拟任务执行过程
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行完成");
} catch (InterruptedException e) {
}
});
}
// 6. 所有任务启动完成，计数器减一
countDownLatch.countDown();
System.out.println("所有任务启动完成，开始执行。");
// 7. 关闭线程池
executorService.shutdown();
}
}输出结果：
pool-1-thread-1 启动完成 pool-1-thread-2 启动完成 pool-1-thread-3 启动完成 所有任务启动完成，开始执行。 pool-1-thread-1 执行完成 pool-1-thread-3 执行完成 pool-1-thread-2 执行完成
需要注意的是，与场景1不同，这里创建CountDownLatch计数器的时候，指定的数量是1，因为3个任务需要满足同一个条件，就是都启动完成，也就是只需要调用一次countDown()方法。 看完了CountDownLatch的使用方式，再看一下CountDownLatch的源码实现。
类属性
public class CountDownLatch {
// 只有一个Sync同步变量
private final Sync sync;
// Sync继承自AQS，主要逻辑都在这里面
private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
// 只有这一个构造方法，需要指定计数器数值
Sync(int count) {
setState(count);
}
int getCount() {
return getState();
}
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
for (;;) {
int c = getState();
if (c == 0)
return false;
int nextc = c-1;
if (compareAndSetState(c, nextc))
return nextc == 0;
}
}
}
}跟ReentrantLock一样，CountDownLatch也没有直接继承AQS，也是采用组合的方式，使用Sync同步变量实现计数的功能，而Sync同步变量才是真正继承AQS的。
countDown方法源码
public void countDown() {
// 底层调用父类AQS中的releaseShared()方法
sync.releaseShared(1);
}countDown()方法里面调用的是父类AQS中的releaseShared()方法，而releaseShared()方法又在调用子类Sync中tryReleaseShared()方法。
/**
* 父类AQS
*/
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
extends AbstractOwnableSynchronizer
implements java.io.Serializable {
public final boolean releaseShared(int arg) {
// tryReleaseShared()由子类实现
if (tryReleaseShared(arg)) {
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}
// 定义抽象方法，由子类实现
protected boolean tryReleaseShared(int arg) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
}/**
* 子类Sync
*/
private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
// 实现父类AQS中的tryReleaseShared()方法
@Override
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
for (;;) {
int c = getState();
if (c == 0) {
return false;
}
int nextc = c-1;
if (compareAndSetState(c, nextc)) {
return nextc == 0;
}
}
}
}而Sync同步类中tryReleaseShared()方法逻辑也很简单，就是把同步状态state值减一。
await源码
await()方法底层也是调用父类中acquireSharedInterruptibly()方法，而父类AQS又需要调用子类Sync中的具体实现。
public void await() throws InterruptedException {
// 底层调用父类AQS中的releaseShared()方法
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}/**
* 父类AQS
*/
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
extends AbstractOwnableSynchronizer
implements java.io.Serializable {
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted()) {
throw new InterruptedException();
}
// tryAcquireShared()由子类实现
if (tryAcquireShared(arg) < 0) {
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
}
// 定义抽象方法，由子类实现
protected int tryAcquireShared(int arg) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
}子类Sync只需要实现tryAcquireShared()方法即可，而tryAcquireShared()方法的作用就是判断锁是否已经完全释放，即同步状态state=0。
/**
* 子类Sync
*/
private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
// 实现父类AQS中的tryAcquireShared()方法
@Override
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}
}总结
看完了CountDownLatch的所有源码，是不是觉得CountDownLatch逻辑很简单。
因为加锁流程的编排工作已经在父类AQS中实现，子类只需要实现具体的加锁逻辑即可，也就是实现tryReleaseShared()方法和tryAcquireShared()方法。而加锁逻辑也很简单，也就是修改同步状态state的值即可。想要详细了解父类AQS的流程，可以翻看前几篇文章。
下篇文章再一块学习一下共享锁Semaphore的源码实现。
