Класс CountDownLatch

Средство синхронизации, позволяющее одному или нескольким потокам ожидать завершения набора операций, выполняемых в других потоках.

A CountDownLatch инициализируется заданным значением count. Методы await блокируют выполнение, пока текущее значение count не достигнет нуля в результате вызовов метода countDown(), после чего все ожидающие потоки освобождаются, и любые последующие вызовы await возвращают результат немедленно. Это одноразовое явление — значение count не может быть сброшено. Если вам нужна версия, позволяющая сбрасывать значение count, используйте CyclicBarrier.

A CountDownLatch — универсальный инструмент синхронизации, который можно использовать для различных целей. A CountDownLatch с начальным значением count, равным единице, служит простым триггером включения/выключения или шлюзом: все потоки, вызывающие await, ждут при входе в шлюз, пока он не будет открыт потоком, вызывающим countDown(). A CountDownLatch с начальным значением N может быть использована, чтобы заставить один поток ждать, пока N потоков не завершат определённое действие, или пока действие не будет выполнено N раз.

Полезное свойство CountDownLatch состоит в том, что потоки, вызывающие countDown , не требуют, чтобы значение count достигло нуля перед продолжением, оно просто предотвращает любой поток от прохождения после await, пока все потоки не смогут пройти.

Пример использования: Вот пара классов, в которых группа потоков-рабочих используют два счётчика обратного отсчёта:

• Первый — сигнал старта, который не позволяет ни одному рабочему потоку продолжить работу, пока драйвер не готов к их запуску;
• Второй — сигнал завершения, который позволяет драйверу ждать, пока все рабочие потоки не завершат свою работу.

class Driver { // ...
   void main() throws InterruptedException {
     CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);
     CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);

     for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads
       new Thread(new Worker(startSignal, doneSignal)).start();

     doSomethingElse();            // don't let run yet
     startSignal.countDown();      // let all threads proceed
     doSomethingElse();
     doneSignal.await();           // wait for all to finish
   }
 }

 class Worker implements Runnable {
   private final CountDownLatch startSignal;
   private final CountDownLatch doneSignal;
   Worker(CountDownLatch startSignal, CountDownLatch doneSignal) {
     this.startSignal = startSignal;
     this.doneSignal = doneSignal;
   }
   public void run() {
     try {
       startSignal.await();
       doWork();
       doneSignal.countDown();
     } catch (InterruptedException ex) {} // return;
   }

   void doWork() { ... }
 }

Другое типичное использование — разделить задачу на N частей, описать каждую часть с помощью Runnable, который выполняет эту часть и уменьшает значение счётчика обратного отсчёта, и поместить все Runnable в Executor. Когда все подзадачи завершатся, координирующий поток сможет пройти через await. (Если потоки должны многократно уменьшать значение счётчика обратного отсчёта, используйте CyclicBarrier.)

class Driver2 { // ...
   void main() throws InterruptedException {
     CountDownLatch doneSignal = new CountDownLatch(N);
     Executor e = ...

     for (int i = 0; i < N; ++i) // create and start threads
       e.execute(new WorkerRunnable(doneSignal, i));

     doneSignal.await();           // wait for all to finish
   }
 }

 class WorkerRunnable implements Runnable {
   private final CountDownLatch doneSignal;
   private final int i;
   WorkerRunnable(CountDownLatch doneSignal, int i) {
     this.doneSignal = doneSignal;
     this.i = i;
   }
   public void run() {
     try {
       doWork(i);
       doneSignal.countDown();
     } catch (InterruptedException ex) {} // return;
   }

   void doWork() { ... }
 }

Влияние согласованности памяти: до тех пор, пока значение count не достигнет нуля, действия в потоке до вызова countDown() предшествуют действиям, следующим за успешным возвратом из соответствующего await() в другом потоке.