CountDownLatch通过计数器实现线程同步，初始化指定计数值，调用countDown()使计数减1，await()使线程阻塞直至计数为0；常用于多个线程同时启动或分阶段启动场景，如主线程等待工作线程准备就绪后再统一发令，或让某些线程依赖其他线程完成初始化后再执行；示例中使用一个CountDownLatch控制三个线程在准备完成后同时开始执行，输出显示它们几乎同时打印“开始执行任务”；另一场景用两个线程初始化完成后触发第三个线程启动，通过initComplete.await()实现依赖控制；使用时需注意初始值设置正确、确保每个事件都调用countDown()、避免重复使用实例、妥善处理中断异常，并在必要时选择CyclicBarrier替代。
在Java多线程编程中，经常需要控制多个线程的执行顺序，比如让某些线程等待其他线程完成初始化后再开始执行。CountDownLatch 是 java.util.concurrent 包中一个非常实用的同步工具类，它通过一个计数器实现线程间的协调，非常适合用于控制线程启动顺序。
CountDownLatch 的基本原理
CountDownLatch 内部维护一个计数器，初始化时指定计数值。当调用 countDown() 方法时，计数器减1；而其他线程可以调用 await() 方法阻塞等待，直到计数器变为0才会继续执行。这个机制天然适合用来做“等待一组操作完成”或“控制启动时机”的场景。
关键点：- 计数器一旦归零，所有等待线程会被释放，且 CountDownLatch 不可重用（如需重用考虑 CyclicBarrier）
- 适用于一个或多个线程等待其他线程完成某项任务的场景
- 常用于主线程启动多个工作线程前的统一信号控制
控制线程启动顺序的实际应用
假设我们有三个线程：ThreadA、ThreadB 和 ThreadC，希望它们都准备好后同时启动。我们可以使用一个 CountDownLatch 实例作为“起跑枪”，确保所有线程在同一起点出发。
示例代码：
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public class StartTogetherExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CountDownLatch readyLatch = new CountDownLatch(1); // 控制启动信号
for (int i = 1; i <= 3; i++) {
final int threadId = i;
new Thread(() -> {
System.out.println("线程" + threadId + "已准备就绪，等待启动信号...");
try {
readyLatch.await(); // 所有线程在此等待
System.out.println("线程" + threadId + "开始执行任务");
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}).start();
}
// 主线程模拟准备工作耗时
Thread.sleep(2000);
System.out.println("所有线程已准备完毕，发出启动信号！");
readyLatch.countDown(); // 计数器减为0，释放所有等待线程
}
}
输出结果会显示：三个线程几乎在同一时间打印“开始执行任务”，说明它们被成功同步启动。
更复杂的顺序控制场景
有时候不仅需要“同时启动”，还可能要求“按阶段启动”。例如，先让前两个线程完成初始化，再通知第三个线程启动。这时可以用多个 CountDownLatch 配合完成。
示例：分阶段启动
CountDownLatch initComplete = new CountDownLatch(2); // 等待前两个线程初始化完成
Thread t1 = new Thread(() -> {
System.out.println("T1 正在初始化...");
try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) {}
System.out.println("T1 初始化完成");
initComplete.countDown();
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
System.out.println("T2 正在初始化...");
try { Thread.sleep(1500); } catch (InterruptedException e) {}
System.out.println("T2 初始化完成");
initComplete.countDown();
});
Thread t3 = new Thread(() -> {
System.out.println("T3 等待 T1 和 T2 初始化完成...");
try {
initComplete.await();
System.out.println("T3 开始执行");
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
});
t1.start(); t2.start(); t3.start();
在这个例子中，t3 必须等到 t1 和 t2 都调用了 countDown() 后才能继续执行，实现了线程间的依赖控制。
使用技巧与注意事项
为了正确高效地使用 CountDownLatch 控制线程顺序，注意以下几点：
- 合理设置计数器初始值：必须等于需要等待的事件或线程数量
- 避免遗漏 countDown()：每个预期的事件都要调用一次，否则 await() 将永远阻塞
- 不要重复使用实例：一旦计数归零，无法重置。若需循环使用，应创建新的实例或改用 CyclicBarrier
- 异常处理要完整：await() 可能抛出 InterruptedException，需妥善处理并考虑是否中断当前线程
- 避免过度同步：只在必要时使用，过多的等待会影响并发性能
