Класс CountDownLatch

Объект CountDownLatch инициализируется заданным значением count. Методы await блокируют поток до тех пор, пока текущее значение count не достигнет нуля в результате вызовов метода countDown(), после чего все ожидающие потоки освобождаются, и последующие вызовы await возвращают значение немедленно. Это одноразовое явление — значение count нельзя сбросить. Если вам нужна версия, которая сбрасывает значение count, рассмотрите использование класса CyclicBarrier.

Объект CountDownLatch является универсальным инструментом синхронизации и может использоваться для различных целей. Объект CountDownLatch с начальным значением count, равным единице, служит простым триггером или барьером: все потоки, вызывающие await, ожидают открытия барьера потоком, вызывающим countDown(). Объект CountDownLatch с начальным значением N может быть использован для ожидания одного потока, пока N потоков не завершат некоторое действие, или пока действие не будет выполнено N раз.

Полезное свойство объекта CountDownLatch заключается в том, что потоки, вызывающие countDown , не обязаны ожидать, пока значение count достигнет нуля перед продолжением работы, он просто предотвращает любой поток от продвижения дальше ожидания await, пока все потоки не смогут пройти.

Пример использования: Вот пара классов, в которых группа рабочих потоков использует два объекта CountDownLatch:

• Первый — это стартовый сигнал, который не позволяет ни одному рабочему потоку продолжить работу до тех пор, пока драйвер не будет готов;
• Второй — сигнал завершения, который позволяет драйверу ожидать, пока все рабочие потоки не завершат 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 заключается в разделении задачи на N частей, описании каждой части с помощью Runnable, выполняющего эту часть и уменьшающего счетчик на замке, и добавлении всех Runnable в Executor. Когда все подзадачи завершены, координирующий поток сможет пройти через ожидание. (Если потоки должны многократно уменьшать счетчик таким образом, 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() {
     doWork();
     doneSignal.countDown();
   }

   void doWork() { ... }
 }

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