1. 倒數計時器CountDownLatch
在多執行緒協作完成業務功能時，有時候需要等待其他多個執行緒完成任務之後，主執行緒才能繼續往下執行業務功能，在這種的業務場景下，通常可以使用Thread類的join方法，讓主執行緒等待被join的執行緒執行完之後，主執行緒才能繼續往下執行。當然，使用執行緒間訊息通訊機制也可以完成。其實，java併發工具類中為我們提供了類似“倒數計時”這樣的工具類，可以十分方便的完成所說的這種業務場景。
為了能夠理解CountDownLatch，舉一個很通俗的例子，運動員進行跑步比賽時，假設有6個運動員參與比賽，裁判員在終點會為這6個運動員分別計時，可以想象沒當一個運動員到達終點的時候，對於裁判員來說就少了一個計時任務。直到所有運動員都到達終點了，裁判員的任務也才完成。這6個運動員可以類比成6個執行緒，當執行緒呼叫CountDownLatch.countDown方法時就會對計數器的值減一，直到計數器的值為0的時候，裁判員（呼叫await方法的執行緒）才能繼續往下執行。
下面來看些CountDownLatch的一些重要方法。
先從CountDownLatch的構造方法看起：
public CountDownLatch(int count)
複製程式碼構造方法會傳入一個整型數N，之後呼叫CountDownLatch的countDown方法會對N減一，知道N減到0的時候，當前呼叫await方法的執行緒繼續執行。
CountDownLatch的方法不是很多，將它們一個個列舉出來：
- await() throws InterruptedException：呼叫該方法的執行緒等到構造方法傳入的N減到0的時候，才能繼續往下執行；
- await(long timeout, TimeUnit unit)：與上面的await方法功能一致，只不過這裡有了時間限制，呼叫該方法的執行緒等到指定的timeout時間後，不管N是否減至為0，都會繼續往下執行；
- countDown()：使CountDownLatch初始值N減1；
- long getCount()：獲取當前CountDownLatch維護的值；
下面用一個具體的例子來說明CountDownLatch的具體用法:
public class CountDownLatchDemo {
private static CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);
//用來表示裁判員需要維護的是6個運動員
private static CountDownLatch endSignal = new CountDownLatch(6);
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(6);
for (int i = 0; i < 6; i++) {
executorService.execute(() -> {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 運動員等待裁判員響哨！！！");
startSignal.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在全力衝刺");
endSignal.countDown();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 到達終點");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
System.out.println("裁判員發號施令啦！！！");
startSignal.countDown();
endSignal.await();
System.out.println("所有運動員到達終點，比賽結束！");
executorService.shutdown();
}
}
輸出結果：
pool-1-thread-2 運動員等待裁判員響哨！！！
pool-1-thread-3 運動員等待裁判員響哨！！！
pool-1-thread-1 運動員等待裁判員響哨！！！
pool-1-thread-4 運動員等待裁判員響哨！！！
pool-1-thread-5 運動員等待裁判員響哨！！！
pool-1-thread-6 運動員等待裁判員響哨！！！
裁判員發號施令啦！！！
pool-1-thread-2正在全力衝刺
pool-1-thread-2 到達終點
pool-1-thread-3正在全力衝刺
pool-1-thread-3 到達終點
pool-1-thread-1正在全力衝刺
pool-1-thread-1 到達終點
pool-1-thread-4正在全力衝刺
pool-1-thread-4 到達終點
pool-1-thread-5正在全力衝刺
pool-1-thread-5 到達終點
pool-1-thread-6正在全力衝刺
pool-1-thread-6 到達終點
所有運動員到達終點，比賽結束！
複製程式碼該示例程式碼中設定了兩個CountDownLatch，第一個endSignal用於控制讓main執行緒（裁判員）必須等到其他執行緒（運動員）讓CountDownLatch維護的數值N減到0為止。另一個startSignal用於讓main執行緒對其他執行緒進行“發號施令”，startSignal引用的CountDownLatch初始值為1，而其他執行緒執行的run方法中都會先通過 startSignal.await()讓這些執行緒都被阻塞，直到main執行緒通過呼叫startSignal.countDown();，將值N減1，CountDownLatch維護的數值N為0後，其他執行緒才能往下執行，並且，每個執行緒執行的run方法中都會通過endSignal.countDown();對endSignal維護的數值進行減一，由於往執行緒池提交了6個任務，會被減6次，所以endSignal維護的值最終會變為0，因此main執行緒在latch.await();阻塞結束，才能繼續往下執行。
另外，需要注意的是，當呼叫CountDownLatch的countDown方法時，當前執行緒是不會被阻塞，會繼續往下執行，比如在該例中會繼續輸出pool-1-thread-4 到達終點。
2. 迴圈柵欄：CyclicBarrier
CyclicBarrier也是一種多執行緒併發控制的實用工具，和CountDownLatch一樣具有等待計數的功能，但是相比於CountDownLatch功能更加強大。
為了理解CyclicBarrier，這裡舉一個通俗的例子。開運動會時，會有跑步這一項運動，我們來模擬下運動員入場時的情況，假設有6條跑道，在比賽開始時，就需要6個運動員在比賽開始的時候都站在起點了，裁判員吹哨後才能開始跑步。跑道起點就相當於“barrier”，是臨界點，而這6個運動員就類比成執行緒的話，就是這6個執行緒都必須到達指定點了，意味著湊齊了一波，然後才能繼續執行，否則每個執行緒都得阻塞等待，直至湊齊一波即可。cyclic是迴圈的意思，也就是說CyclicBarrier當多個執行緒湊齊了一波之後，仍然有效，可以繼續湊齊下一波。CyclicBarrier的執行示意圖如下：
當多個執行緒都達到了指定點後，才能繼續往下繼續執行。這就有點像報數的感覺，假設6個執行緒就相當於6個運動員，到賽道起點時會報數進行統計，如果剛好是6的話，這一波就湊齊了，才能往下執行。**CyclicBarrier在使用一次後，下面依然有效，可以繼續當做計數器使用，這是與CountDownLatch的區別之一。**這裡的6個執行緒，也就是計數器的初始值6，是通過CyclicBarrier的構造方法傳入的。
下面來看下CyclicBarrier的主要方法：
//等到所有的執行緒都到達指定的臨界點
await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
//與上面的await方法功能基本一致，只不過這裡有超時限制，阻塞等待直至到達超時時間為止
await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException,
BrokenBarrierException, TimeoutException
//獲取當前有多少個執行緒阻塞等待在臨界點上
int getNumberWaiting()
//用於查詢阻塞等待的執行緒是否被中斷
boolean isBroken()
//將屏障重置為初始狀態。如果當前有執行緒正在臨界點等待的話，將丟擲BrokenBarrierException。
void reset()
複製程式碼另外需要注意的是，CyclicBarrier提供了這樣的構造方法：
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
複製程式碼可以用來，當指定的執行緒都到達了指定的臨界點的時，接下來執行的操作可以由barrierAction傳入即可。
一個例子
下面用一個簡單的例子，來看下CyclicBarrier的用法，我們來模擬下上面的運動員的例子。
public class CyclicBarrierDemo {
//指定必須有6個運動員到達才行
private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(6, () -> {
System.out.println("所有運動員入場，裁判員一聲令下！！！！！");
});
public static void main(String[] args) {
System.out.println("運動員準備進場，全場歡呼............");
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(6);
for (int i = 0; i < 6; i++) {
service.execute(() -> {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 運動員，進場");
barrier.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 運動員出發");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
}
}
輸出結果：
運動員準備進場，全場歡呼............
pool-1-thread-2 運動員，進場
pool-1-thread-1 運動員，進場
pool-1-thread-3 運動員，進場
pool-1-thread-4 運動員，進場
pool-1-thread-5 運動員，進場
pool-1-thread-6 運動員，進場
所有運動員入場，裁判員一聲令下！！！！！
pool-1-thread-6 運動員出發
pool-1-thread-1 運動員出發
pool-1-thread-5 運動員出發
pool-1-thread-4 運動員出發
pool-1-thread-3 運動員出發
pool-1-thread-2 運動員出發
複製程式碼從輸出結果可以看出，當6個運動員（執行緒）都到達了指定的臨界點（barrier）時候，才能繼續往下執行，否則，則會阻塞等待在呼叫await()處
3. CountDownLatch與CyclicBarrier的比較
CountDownLatch與CyclicBarrier都是用於控制併發的工具類，都可以理解成維護的就是一個計數器，但是這兩者還是各有不同側重點的：
- CountDownLatch一般用於某個執行緒A等待若干個其他執行緒執行完任務之後，它才執行；而CyclicBarrier一般用於一組執行緒互相等待至某個狀態，然後這一組執行緒再同時執行；CountDownLatch強調一個執行緒等多個執行緒完成某件事情。CyclicBarrier是多個執行緒互等，等大家都完成，再攜手共進。
- 呼叫CountDownLatch的countDown方法後，當前執行緒並不會阻塞，會繼續往下執行；而呼叫CyclicBarrier的await方法，會阻塞當前執行緒，直到CyclicBarrier指定的執行緒全部都到達了指定點的時候，才能繼續往下執行；
- CountDownLatch方法比較少，操作比較簡單，而CyclicBarrier提供的方法更多，比如能夠通過getNumberWaiting()，isBroken()這些方法獲取當前多個執行緒的狀態，並且CyclicBarrier的構造方法可以傳入barrierAction，指定當所有執行緒都到達時執行的業務功能；
- CountDownLatch是不能複用的，而CyclicLatch是可以複用的。