介绍

当你看到这篇文章的时候需要先了解AQS的原理，因为本文不涉及到AQS内部原理的讲解。

CountDownLatch是一种同步辅助，让我们多个线程执行任务时，需要等待线程执行完成后，才能执行下面的语句，之前线程操作时是使用Thread.join方法进行等待，CountDownLatch内部使用了AQS锁，前面已经讲述过AQS的内部结构，其实内部有一个state字段，通过该字段来控制锁的操作，CountDownLatch是如何控制多个线程执行都执行结束？其实CountDownLatch内部是将state作为计数器来使用，比如我们初始化时，state计数器为3，同时开启三个线程当有一个线程执行成功，每当有一个线程执行完成后就将state值减少1，直到减少到为0时，说明所有线程已经执行完毕。

源码解析

以一个例子来开始进行源码解析，后面的内容会针对例子来进行源码的分解过程，我们开启三个线程，主线程需要等待三个线程都完成后才能进行后续任务处理，源码如下所示：

public class CountDownLatchDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 计数器3个。
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);

        for (int i = 0; i < 3; ++i) {
            new Thread(new Worker(countDownLatch, i)).start();
        }
        // 等待三个线程都完成
        countDownLatch.await();
        System.out.println("3个线程全部执行完成");
    }

    // 搬运工人工作线程工作类。
    static class Worker implements Runnable {
        private final CountDownLatch countDown;
        private final Integer id;

        Worker(CountDownLatch countDown, Integer id) {
            this.countDown = countDown;
            this.id = id;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(500);
                doWork();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            countDown.countDown();
            System.out.println("第" + id + "个线程执行完成工作");
        }

        void doWork() {
            System.out.println("第" + id + "个线程开始工作");
        }
    }
}

通过一个例子来说明一下CountDownLatch的工作原理，上面例子我们开启了三个线程，每个线程分别执行自己的任务，主线程等待三个线程执行完成，看一下输出的结果：

等待三个线程完成
第1个线程开始工作
第0个线程开始工作
第0个线程执行完成工作
第1个线程执行完成工作
第2个线程开始工作
第2个线程执行完成工作
3个线程全部执行完成

这里我们将三个线程想象成搬运工人，将货物搬运到车上，三个人必须将自己手头分配的任务都搬运完成后才能触发，也即是货车司机需要等待三个人都完成才能发车，货车司机此时手里有个小本本，记录本次搬运的总人数，线程未启动时如下所示

当搬运工人开始工作时，每个搬运工人各自忙碌自己的任务，假如当工人1完成后，需要跟司机报备一下，说我已经完成任务了，这时候司机会在自己的小本本上记录，工人1已经完成任务，此时还剩下两个工人没有完成任务。

每当工人完成自己手头任务时，都会向司机报备，当所有工人都完成之后，此时工人的小本本记录的完成人数都已完成，司机这时候就可以发车了，因为三个人已经完成了搬运工作。

通过上面的例子，大致了解了CountDownLatch的简单原理，如何保证司机（state）记录谁完成了谁没完成呢？CountDownLatch内部通过AQS的state来完成计数器的功能，接下来通过源码来进行详细分析：

public class CountDownLatch {
    /**
     * 同步控制，
     * 使用 AQS的state来表示计数。
     */
    private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;
        // 初始化state值（也就是需要等待几个线程完成任务）
        Sync(int count) {
            setState(count);
        }
        // 获取state值。
        int getCount() {
            return getState();
        }
        // 获得锁。
        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            // 这里判断如果state=0的时候才能获得锁，反之获取不到将当前线程放入到队列中阻塞。
            // 这里是关键点。
            return (getState() == 0) ? 1 : -1