Java中CountDownLatch、CyclicBarrier、Thread.join方法基本应用

在多线程程序设计中，经常会遇到一个线程等待一个或多个线程的场景，遇到这样的场景应该如何解决？

如果是一个线程等待一个线程，则可以通过await()和notify()来实现；
如果是一个线程等待多个线程，则就可以使用CountDownLatch和CyclicBarrier来实现比较好的控制。

(1)CyclicBarrier

需要所有的子任务都完成时，才执行主任务，这个时候就可以选择使用CyclicBarrier。

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;  import java.util.concurrent.CyclicBarrier;  public class BarrierTest {      private static final int THREAD_COUNT = 10;      private final static CyclicBarrier CYCLIC_BARRIER = new CyclicBarrier(THREAD_COUNT  ,          new Runnable() {              public void run() {                  System.out.println("======>我是导游，本次点名结束，准备走下一个环节!");              }          }      );      public static void main(String []args)               throws InterruptedException, BrokenBarrierException {          for(int i = 0 ; i < 10 ; i++) {              new Thread(String.valueOf(i)) {                  public void run() {                      try {                          System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我们达到旅游地点！");                          CYCLIC_BARRIER.await();                          System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我开始骑车！");                          CYCLIC_BARRIER.await();                          System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我们开始爬山！");                          CYCLIC_BARRIER.await();                          System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我们回宾馆休息！");                          CYCLIC_BARRIER.await();                          System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我们开始乘车回家！");                          CYCLIC_BARRIER.await();                          System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我们到家了！");                      } catch (InterruptedException e) {                          e.printStackTrace();                      } catch (BrokenBarrierException e) {                          e.printStackTrace();                      }                  }              }.start();          }      }  }  

运行结果：

我是线程：0 我们达到旅游地点！我是线程：1 我们达到旅游地点！我是线程：2 我们达到旅游地点！我是线程：3 我们达到旅游地点！我是线程：4 我们达到旅游地点！我是线程：5 我们达到旅游地点！我是线程：6 我们达到旅游地点！我是线程：7 我们达到旅游地点！我是线程：8 我们达到旅游地点！我是线程：9 我们达到旅游地点！======>我是导游，本次点名结束，准备走下一个环节!我是线程：9 我开始骑车！我是线程：0 我开始骑车！我是线程：1 我开始骑车！我是线程：2 我开始骑车！我是线程：4 我开始骑车！我是线程：3 我开始骑车！我是线程：7 我开始骑车！我是线程：8 我开始骑车！我是线程：6 我开始骑车！我是线程：5 我开始骑车！======>我是导游，本次点名结束，准备走下一个环节!我是线程：6 我们开始爬山！我是线程：5 我们开始爬山！我是线程：7 我们开始爬山！我是线程：8 我们开始爬山！我是线程：3 我们开始爬山！我是线程：4 我们开始爬山！我是线程：2 我们开始爬山！我是线程：1 我们开始爬山！我是线程：0 我们开始爬山！我是线程：9 我们开始爬山！======>我是导游，本次点名结束，准备走下一个环节!我是线程：5 我们回宾馆休息！我是线程：3 我们回宾馆休息！我是线程：7 我们回宾馆休息！我是线程：8 我们回宾馆休息！我是线程：6 我们回宾馆休息！我是线程：4 我们回宾馆休息！我是线程：0 我们回宾馆休息！我是线程：1 我们回宾馆休息！我是线程：2 我们回宾馆休息！我是线程：9 我们回宾馆休息！======>我是导游，本次点名结束，准备走下一个环节!我是线程：9 我们开始乘车回家！我是线程：2 我们开始乘车回家！我是线程：4 我们开始乘车回家！我是线程：1 我们开始乘车回家！我是线程：0 我们开始乘车回家！我是线程：6 我们开始乘车回家！我是线程：7 我们开始乘车回家！我是线程：8 我们开始乘车回家！我是线程：3 我们开始乘车回家！我是线程：5 我们开始乘车回家！======>我是导游，本次点名结束，准备走下一个环节!我是线程：3 我们到家了！我是线程：0 我们到家了！我是线程：1 我们到家了！我是线程：4 我们到家了！我是线程：2 我们到家了！我是线程：9 我们到家了！我是线程：6 我们到家了！我是线程：7 我们到家了！我是线程：5 我们到家了！我是线程：8 我们到家了！

可以看到await()的作用就是当所有的线程都运行到这个地方的时候，才能继续往下执行。

（2）CountDownLatch

CountDownLatch类是一个同步计数器,构造时传入int参数,该参数就是计数器的初始值，每调用一次countDown()方法，计数器减1,计数器大于0 时，await()方法会阻塞程序继续执行。

    import java.util.concurrent.CountDownLatch;      public class CountDownLatchTest {          private final static int GROUP_SIZE = 5;          public static void main(String []args) {              final CountDownLatch start_count_down = new CountDownLatch(1);              System.out.println("==========================>\n比赛开始：");              for(int i = 0 ; i < GROUP_SIZE ; i++) {                  new Thread(String.valueOf(i)) {                      public void run() {                          System.out.println("第：" + this.getName() + " 号线程,我已经准备就绪！");                          try {                              start_count_down.await();// 计数器大于0,线程等待                        } catch (InterruptedException e) {                              e.printStackTrace();                          }                          System.out.println("第：" + this.getName() + " 号线程,我已执行完成！");                      }                  }.start();              }              try {                  Thread.sleep(1000);  // 一秒之后，等所有线程准备就绪就开始            } catch (InterruptedException e) {                  e.printStackTrace();              }              System.out.println("各就各位，预备！");              start_count_down.countDown();// 计数器减1,变成了0，线程停止等待        }     } 

运行结果如下：

==========================>比赛开始：第：0 号线程,我已经准备就绪！第：1 号线程,我已经准备就绪！第：2 号线程,我已经准备就绪！第：3 号线程,我已经准备就绪！第：4 号线程,我已经准备就绪！各就各位，预备！第：0 号线程,我已执行完成！第：2 号线程,我已执行完成！第：1 号线程,我已执行完成！第：4 号线程,我已执行完成！第：3 号线程,我已执行完成！

可以看到CyclicBarrier执行await方法之后，所有线程运行到这个地方会自动阻塞，当所有线程都到达之后，所有线程会自动向下接着运行。
CountDownLatch执行await后会查看计数器，如果计数器大于0就会阻塞，当执行coutDown之后，计数器就会减1，如果计数器不大于0，这样之前阻塞的线程就会进行执行，也就是说CountDownLatch是可控的。

（3）Thread.join()
Thread类中有一个join()方法，在一个线程中启动另外一个线程的join方法，当前线程将会挂起，而执行被启动的线程，知道被启动的线程执行完毕后，当前线程才开始执行。join方法定义在Thread类中，则调用者必须是一个线程。

class ThreadTesterA implements Runnable {      private int counter;      @Override      public void run() {          while (counter <= 10) {              System.out.print("Counter = " + counter + " ");              counter++;          }          System.out.println();      }  }  class ThreadTesterB implements Runnable {      private int i;      @Override      public void run() {          while (i <= 10) {              System.out.print("i = " + i + " ");              i++;          }          System.out.println();      }  }  public class ThreadTester {      public static void main(String[] args) throws InterruptedException {          Thread t1 = new Thread(new ThreadTesterA());          Thread t2 = new Thread(new ThreadTesterB());          t1.start();          t1.join(); // wait t1 to be finished          t2.start();          t2.join(); // in this program, this may be removed      }  } 

t1启动后，调用join()方法，直到t1的计数任务结束，才轮到t2启动，然后t2也开始计数任务。可以看到，实例中，两个线程就按着严格的顺序来执行了。

参考文章：
http://blog.csdn.net/xieyuooo/article/details/8572543