闭锁（CountDownLatch）是 Java 多线程并发中的一种同步器，它是 JDK 内置的同步器。通过它可以定义一个倒计数器，当倒计数器的值大于 0 时，所有调用 await 方法的线程都会等待。而调用 countDown 方法则可以让倒计数器的值减一，当倒计数器值为 0 时所有等待的线程都将继续往下执行。

闭锁的主要应用场景是让某个或某些线程在某个运行节点上等待 N 个条件都满足后才让所有线程继续往下执行，其中倒计数器的值为 N，每满足一个条件倒计数器就减一。比如下图中，倒计数器初始值为 3，然后三个线程调用 await 方法后都在等待。随后倒计数器减一为 2，再减一为 1，最后减一为 0，所有等待的线程都往下继续执行。

三要素

闭锁的三要素为：倒计数器的初始值、await 方法以及 countdown 方法。倒计数器的初始值在构建 CountDownLatch 对象时指定，它表示我们需要等待的条件个数。await 方法能让线程进入等待状态，等待的条件是倒计数器的值大于 0。countdown 方法用于将倒计数器的值减一。

实现原理

先前介绍过如何基于 AQS 同步器实现一个自定义同步器，实际上 CountdownLatch 也是基于 AQS 来实现的，只要使用 AQS 的共享模式即可以轻松实现闭锁。

下面我们看详细的实现代码，CountdownLatch 类的构造函数需要传入一个整型参数，表示倒计数器的初始值，对应着 AQS 的 state 状态变量。按照官方推荐的自定义同步器的做法，将继承了 AQS 类的子类 Sync 作为 CountdownLatch 类的内部类，而 CountdownLatch 同步器中相关的操作只需代理成子类中对应的方法即可。比如 await 方法和 countDown 方法分别调用 Sync 子类的 acquireSharedInterruptibly 方法和 releaseShared 方法。

Sync 子类中需要我们实现的两个方法是 tryAcquireShared 和 tryReleaseShared，分别用于获取共享锁和释放共享锁。先看获取共享锁的逻辑，如果状态变量等于 0 则返回 1，当倒计数器的值减少到 0 的时候全部线程都可以直接尝试得到共享锁，而当倒计数器的值为非 0 时使之返回-1 交给 AQS 进行入队管理。然后看释放共享锁的逻辑，主要是通过自旋来进行减一操作，getState 方法获取状态变量，将其值减一后使用 compareAndSetState 方法进行 CAS 修改状态值。

案例 1

第一个例子是创建一个 CountdownLatch 对象作为倒计数器，其值为 2。然后线程一调用 await 方法进行等待，线程二调用 countDown 方法将倒计数器的值减一并往下执行。线程三再调用 countDown 方法将倒计数器的值再减一并往下执行，此时倒计数器的值为 0，线程一停止等待并往下执行。

下面的例子输出如下，thread1 调用 await 方法后进入等待状态，thread2 睡眠两秒后调用 countDown 方法并往下执行，thread3 睡眠四秒后调用 countDown 方法并往下执行，最后 thread1 才停止等待继续往下执行。

 案例 2

第二个例子是创建一个 CountdownLatch 对象作为倒计数器，其值为 2。然后线程一和线程二都分别调用 await 方法进行等待，线程三则调用两次 countDown 方法将倒计数器的值减二并往下执行，此时倒计数器的值为 0，线程一和线程二停止等待并往下执行。

下面的例子输出如下，thread1 和 thread2 调用 await 方法后进入等待状态，然后主线程调用 countDown 方法后休眠两秒钟。此时的倒计数器值为 1，所以 thread1 和 thread2 继续等待，直到主线程休眠结束后再次调用 countDown 方法后，thread1 和 thread2 才能继续往下执行。

总结

CountDownLatch 中文名为闭锁，是 JDK 内置的一个同步器，它通过倒计数器的值来控制多线程并发。它主要由倒计数器的初始值、await 操作和 countdown 操作。内部的实现是基于 AQS 同步器，并且我们提供了两个例子让大家了解闭锁的使用场景和使用方法。