同步工具类之——Latch

同步工具类除了最熟悉的阻塞队列之外，还包括Semaphore、Barrier以及Latch。同样，我们也可以创建属于自己的同步工具类。所有的同步工具类都包含了一些特定的结构属性：比如，封装了一些状态，而这些状态将决定执行同步工具类的线程是继续执行海蛇等待，除此而外，还提供了一些方法对状态进行操作，以及高效的等待同步工具类进入到预期的状态。
闭锁最形象的比喻是一扇Gate，在闭锁到达结束状态之前，这扇门始终处于关闭的状态，任何线程都无法通过。而当闭锁到达结束状态，这扇门将打开，进而允许所有的线程通过。一旦闭锁达到结束状态，这扇门将保持打开的状态，不会再关闭。换句话说，闭锁的作用是保持某些活动直到其他活动都完成才继续执行。
举个例子，我们都知道并发在某些情况下，可以极大地提升工作效率，缩短程序的运行时间，那么我们该如何去获取并发程序准确的运行时间，即在所有线程全部就绪的时刻启动时间，而在所有线程全部结束的时刻终止时间。Latch可以做到，看下面程序。

public class TestHarness {    public static String timeTasks(int nThreads,final Runnable[] tasks) throws InterruptedException{        final CountDownLatch startGate=new CountDownLatch(1);        final CountDownLatch endGate=new CountDownLatch(nThreads);        for(Runnable task:tasks){            Thread t=new Thread(){                public void run(){                    try{                        startGate.await();                        try{                            task.run();                        }finally{                            //每个线程最终最后执行将endGate减1                            endGate.countDown();                        }                    }catch(InterruptedException e){                    }                }            };            t.start();        }        long startTime=System.nanoTime();        startGate.countDown();        endGate.await();        long endTime=System.nanoTime();        return "Time: "+(endTime-startTime)+"ns";    }

由于startGate被设置为等待

startGate.await();

因此每个线程首先要做的工作就是在启动门上等待，知道所有的线程全部就绪。并且，我们在为每个线程装载任务时

finally{endGate.countDown();}

保证没个线程最终都会执行使得endGate减1的任务

startGate.countDown();

注意startGate的初值为1，因此调用countDown方法后，门打开，此时线程开始执行

endGate.await();

endGate此时关闭，要做的工作就是等待且为零的时刻，然后打开

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如果没用使用Latch工具而去获取并行线程的运行时间，线程在被创建之后将立即执行，显然，先启动的线程势必会领先于后启动的线程，并且活跃线程的数量会随着时间的推移而慢慢减少或者增加，竞争程度也将发生变化。有了这个工具，我们今后在编写并发程序是，只需要调用timeTasks函数，并向其传递任务参数，就可以获取并发时间了。