CountDownLatch是Java并发包下的一个工具类，latch是门闩的意思，顾名思义，CountDownLatch就是有一个门闩挡住了里面的人(线程)出来，当count减到0的时候，门闩就打开了，人(线程)就可以出来了。下面从源码的角度看看CountDownLatch究竟是如何实现的。
内部类
CountDownLatch类中有一个静态内部类 Sync ，它继承自 AbstractQueuedSynchronizer ，所以可以看出，CountDownLatch的功能还是通过AQS来实现的。
构造函数
public CountDownLatch(int count) {
if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
this.sync = new Sync(count);
}
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可以看出要使用CountDownLatch就需要指定count值，且必须大于0，而这个count值最终是赋值给了AQS的state，可以看下面 new Sync(count)的源码，它实际上是set的state值，而这个state是AQS中的属性
Sync(int count) {
setState(count);
}
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方法
countDown方法
它是调用内部类Sync的releaseShared方法，这个方法会先去通过cas的方式修改state值，如果state修改之前就是0或者修改之后不等于0，那就什么都不需要操作了；如果修改之后state=0，那么就去执行doReleaseShared方法。
public void countDown() {
sync.releaseShared(1);
}
public final boolean releaseShared(int arg) {
if (tryReleaseShared(arg)) {
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
// state=0或者修改之后state<>0，返回false
for (;;) {
int c = getState();
if (c == 0)
return false;
int nextc = c-1;
//修改之后state值=0，返回true
if (compareAndSetState(c, nextc))
return nextc == 0;
}
}
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//这个方法countDown会调用，await方法在被唤醒后也会调用doReleaseShared
private void doReleaseShared() {
for (;;) {
Node h = head;
if (h != null && h != tail) {
int ws = h.waitStatus;
// 如果状态是signal(-1)，cas的方式把它改为0
if (ws == Node.SIGNAL) {
if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
continue; // loop to recheck cases
//cas成功修改的话，则去唤醒h的下一个节点
unparkSuccessor(h);
}
else if (ws == 0 &&
!compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
continue; // loop on failed CAS
}
//如果h和head相同了，则跳出循环
if (h == head) // loop if head changed
break;
}
}
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await方法
await方法是调用该方法的线程处于等待状态(state>0)，下面从源码分心一下await方法是如何实现的。
await方法最终调用到了AQS的acquireSharedInterruptibly方法
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//如果state=0，则tryAcquireShared方法返回1，则不用等待(也就验证了countdown减到0，才释放线程)
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
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private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
//把新node加到node的尾部
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
//如果node的prev是head的话
if (p == head) {
//看state是否=0，如果等于0，则r=1，否则r=-1
int r = tryAcquireShared(arg);
if (r >= 0) {
//state=0的时候，把node置为head，然后去唤醒head的下一个节点
//setHeadAndPropagate方法参照下面的解析
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return;
}
}
//如果p的status是signal(-1)的话，则执行parkAndCheckInterrupt方法，将该线程挂起
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
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private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
Node h = head;
setHead(node);
if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
(h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
Node s = node.next;
if (s == null || s.isShared())
//调用doReleaseShared，去唤醒新head的下一个节点
doReleaseShared();
}
}
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例子
下面举个例子说明CountDownLatch的用法，而且如果大家是想通过debug的方式跟踪CountDownLatch是如何实现的，那么在断点处的suspend一定要改为Thread，因为在await的时候，线程挂起，而在countDown的时候，首先把head的next节点(暂时称作A节点)唤醒，而此时A节点在await挂起的线程就被唤醒了，继续往下执行，由于await方法会调用setHeadAndPropagate方法，setHeadAndPropagate方法会调用doReleaseShared(countDown也是调用这个方法唤醒线程),所以除了调用countDown的线程，被唤醒的线程也会去唤醒它的下一个节点，所以doReleaseShared方法是被多线程调用的，因此在debug的时候一定要把suspend改为Thread才能看到效果。
public void test() throws InterruptedException {
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
new Thread(() -> {
try {
System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "await 前");
countDownLatch.await();
System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "await 后");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
Thread.sleep(30000);
countDownLatch.countDown();
System.out.println("完成");
}
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