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本文将介绍什么是闭锁，在java中的闭锁实现：CountDownLatch类及其常用方法等，最后给出了一个使用闭锁模拟线程并发的demo，用以简单地测试任务是否为线程安全。
一、什么是闭锁
闭锁（Latch）是在并发编程中常被提及的概念。闭锁是一种线程控制对象，它能让所有的线程在某个状态时终止工作并等待，直到闭锁“开门”时，所有的线程在这一刻会几乎同时执行工作，制造出一个并发的环境。
二、CountDownLatch类介绍
2.1、什么是CountDownLatch
CountDownLatch，顾名思义，可以理解为计数（count）、减少（down）、闭锁（Latch），即通过计数减少的方式来达到阻碍线程执行任务的一种闭锁，这个类位于java.util.concurent并发包下，是java中闭锁的最优实现。
2.2、构造方法
CountDownLatch(int count)
构造器中计数值(count)就是闭锁需要等待的线程数量，这个值只能被设置一次。
2.3、主要方法
-
void await()：
使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断。 -
boolean await(long timeout, TimeUnit unit)：
使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断或超出了指定的等待时间。 -
void countDown()：
递减锁存器的计数，如果计数到达零，则释放所有等待的线程。 -
long getCount()：
返回当前计数。 -
String toString()：
返回标识此锁存器及其状态的字符串。
三、使用闭锁完成并发测试
使用闭锁完成并发测试的基本思路是，定义一个startLatch闭锁，并且它的线程等待值设置为1；之后新建的每一个线程都需要在执行任务前都在这个startLatch下等待，等所有线程都已集合完毕后，释放startLatch，让所有的线程都执行任务。
- 测试非线程安全的程序：
private int count_unsafe = 0;
class MyTask_Unsafe implements Runnable {
@Override
public void run() {
count_unsafe++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读数为" + count_unsafe);
}
}
@Test
public void testConcurrent() {
//新建闭锁
CountDownLatch startLatch = new CountDownLatch(1);
//模拟100个线程去并发执行任务
for (int i = 0; i < 100; i++) {
new Thread() {
public void run() {
try {
//线程工作到此处即停止
startLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//在闭锁允许后，调用任务
new MyTask_Unsafe().run();
}
}.start();
}
//100次循环后，100个线程已经创建并且在等待中，可以统一开始执行任务
System.out.println("所有线程集合完毕，等待执行任务...");
//开始执行任务
startLatch.countDown();
}
}
执行结果为：
可以发现，有3个线程输出的数字都为7，原因在第一篇文章中已经讲过，count_unsafe++这个操作并不是原子的，而是存在读-改-写三个过程，所以线程不安全，下面我们测试一下线程安全的任务：
private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
class MyTask_Safe implements Runnable {
//线程安全类
@Override
public void run() {
count.incrementAndGet();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读数为" + count);
}
}
@Test
public void testConcurrent() {
//新建闭锁
CountDownLatch startLatch = new CountDownLatch(1);
//模拟100个线程去并发执行任务
for (int i = 0; i < 100; i++) {
new Thread() {
public void run() {
try {
//线程工作到此处即停止
startLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//在闭锁允许后，调用任务
new MyTask_Safe().run();
}
}.start();
}
//100次循环后，100个线程已经创建并且在等待中，可以统一开始执行任务
System.out.println("所有线程集合完毕，等待执行任务...");
//开始执行任务
startLatch.countDown();
}
}
