CountDownLatch与CyclicBarrier：AQS深度解析及线程同步应用

CountDownLatch 是Java并发编程中的一种线程同步工具，用于控制一组线程的执行顺序。它允许线程集合中的某个特定数量的线程（被称为“计数”）全部完成指定任务后，其他线程才能继续执行。CountDownLatch的定义特点是计数不可被重置，一旦计数归零，所有等待的线程都会被唤醒并结束阻塞。 CountDownLatch的基本用法涉及以下几个步骤： 1. 初始化CountDownLatch实例时，指定一个计数器。例如，如果你有10个线程需要同步完成，那么计数器为10。 2. 调用线程调用`countDown()`方法，每当一个线程完成任务，就减少计数器。 3. 在等待线程中，调用`await()`方法会让线程进入阻塞状态，直到计数器降为0。这意味着所有线程必须执行完毕，计数才会降为0，否则会阻塞。 4. CountDownLatch常用于模拟场景如：生产者-消费者模型，或者确保一组线程执行完特定操作后再进行下一步操作。 另一方面，CyclicBarrier（循环屏障）提供了比CountDownLatch更灵活的功能。CyclicBarrier允许多个线程在某个点同步，然后一起继续执行，不同于CountDownLatch的单次计数归零后释放，CyclicBarrier可以循环使用。这意味着计数可以重置，让线程在达到预定次数后再次同步。 CountDownLatch的实现基于Java并发库中的AbstractQueuedSynchronizer (AQS) 框架，这是一个抽象的队列式同步器，许多Java并发工具如ReentrantLock、Semaphore等都是基于AQS设计的。AQS提供了一套通用的同步机制，简化了并发控制，CountDownLatch则是简单地利用了AQS的`state`属性来跟踪线程的数量。 在实践中，例如有10个线程需要并发计算一组数字，但为了保持同步，你可以创建一个CountDownLatch实例，计数设置为10。当所有线程完成计算后，它们会依次调用`countDown()`，当计数减至0时，所有线程通过`await()`解除阻塞，确保任务真正完成。 总结来说，CountDownLatch和CyclicBarrier都是Java并发编程中的重要工具，它们通过不同的方式控制线程之间的同步，使得程序在多线程环境下能够有效地协作与通信。理解并熟练运用这两个工具，对于编写高效、稳定的并发程序至关重要。