CountDownLatch与CyclicBarrier | Java后端面试知识库

一句话答案

CountDownLatch 一次性递减等多任务完成（一个等多个），CyclicBarrier 可复用让多线程互相等待到齐（多个互等）。

核心要点

CountDownLatch（倒计时门闩）：

java

// 场景：主线程等待 N 个子任务全部完成后再继续

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);  // 计数器 = 3

// 子任务完成后调用 countDown()
executor.submit(() -> { doTask1(); latch.countDown(); });
executor.submit(() -> { doTask2(); latch.countDown(); });
executor.submit(() -> { doTask3(); latch.countDown(); });

latch.await();  // 主线程阻塞，直到计数器减到 0
System.out.println("所有子任务完成");

// 特点：一次性的，计数器减到 0 后不能重置
// 典型场景：启动时等待多个服务初始化完成、并行查询多个数据源后汇总结果

CyclicBarrier（循环栅栏）：

java

// 场景：N 个线程互相等待，全部到达栅栏后同时继续

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> {
    System.out.println("所有线程到达栅栏，执行汇总逻辑");
});

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    executor.submit(() -> {
        doPartialWork();
        barrier.await();  // 每个线程在这里等待，直到 3 个线程都到达
        doNextPhase();     // 所有线程同时继续
    });
}

// 特点：可重用（自动重置），适合多阶段并行计算
// 典型场景：多线程分阶段计算（如 MapReduce 的每轮迭代）

Semaphore（信号量）：

java

// 场景：控制同时访问某个资源的线程数（限流）

Semaphore semaphore = new Semaphore(5);  // 最多允许 5 个线程同时执行

for (int i = 0; i < 20; i++) {
    executor.submit(() -> {
        semaphore.acquire();  // 获取许可（如果 5 个许可都被占用，阻塞等待）
        try {
            accessDatabase();  // 最多 5 个线程同时执行这段代码
        } finally {
            semaphore.release();  // 释放许可
        }
    });
}

// 典型场景：数据库连接池限流、接口并发数限制

三者对比：

维度	CountDownLatch	CyclicBarrier	Semaphore
等待方式	一个线程等待其他 N 个线程	N 个线程互相等待	控制并发数量
是否可重用	否（一次性）	是（自动重置）	是
计数器方向	递减到 0 触发	递增到 N 触发	获取/释放许可
底层实现	AQS（共享锁）	ReentrantLock + Condition	AQS（共享锁）
典型场景	主线程等子任务完成	多阶段并行计算	资源并发数限制

追问与易错

追问方向：

CountDownLatch 能重置吗？
CyclicBarrier 的 barrierAction 在哪个线程执行？
什么场景用哪个？

易错点：

❌ 混淆两者——CDL 一个等多个，CB 多个互等
❌ CountDownLatch 的 countDown 只能调一次——可以多次

💡 记忆锚点

CountDownLatch 是倒计时发令枪：裁判等所有运动员就位（countDown 到 0）再鸣枪（await 放行），用完就扔。CyclicBarrier 是旅游团集合点：所有人到齐了一起出发，到下一个景点再集合——可以反复用。Semaphore 是停车场：只有 N 个车位，满了就在门口等。

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