《死磕 Java 并发编程》系列连载中，大家可以关注一波：

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『死磕Java并发编程系列』 03 面试必问的CAS原理你会了吗？

『死磕Java并发编程系列』 04 面试官：说说Atomic原子类的实现原理？

👍🏻『死磕Java并发编程系列』 05 图解Java中那18 把锁

在日常编码中，Java 并发编程可是少不了，试试下面这些并发编程工具类。

今天先带领大家一起重温学习 CountDownLatch 这个牛叉的工具类。

认识 CountDownLatch

CountDownLatch是一个同步工具类，用来协调多个线程之间的同步，或者说起到线程之间通信的作用（非互斥）。

CountDownLatch 能够使一个线程在等待另外一些线程完成各自工作之后，再继续执行。使用一个计数器进行实现。计数器初始值为线程的数量。当每一个线程完成自己任务后，计数器的值就会减一。当计数器的值为0时，表示所有的线程都已经完成一些任务，然后在CountDownLatch上等待的线程就可以恢复执行接下来的任务。

CountDownLatch 的使用

CountDownLatch类使用起来非常简单。

Class 位于：java.util.concurrent.CountDownLatch

下面简单介绍它的构造方法和常用方法。

构造方法

CountDownLatch只提供了一个构造方法：

// count 为初始计数值
public CountDownLatch(int count) {
  // ……
}

常用方法

//常用方法1：调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行
public void await() throws InterruptedException {
  // ……
}   

// 常用方法2：和await()类似，只不过等待超时后count值还没变为0的话就会继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { 
  // ……
}

// 常用方法3：将count值减1
public void countDown() {
  // ……
}  

CountDownLatch 的应用场景

我们考虑一个场景：用户购买一个商品下单成功后，我们会给用户发送各种消息提示用户『购买成功』，比如发送邮件、微信消息、短信等。所有的消息都发送成功后，我们在后台记录一条消息表示成功。

当然我们可以使用单线程去完成，逐个完成每个操作，如下图所示：

但是这样效率就会非常低。如何解决单线程效率低的问题？当然是通过多线程啦。

使用多线程也会遇到一个问题，子线程消息还没发送完，主线程可能就已经打出『所有的消息都已经发送完毕啦』，这在逻辑上肯定是不对的。我们期望所有子线程发完消息主线程才会打印消息，怎么实现呢？CountDownLatch就可以解决这一类问题。

我们使用代码实现上面的需求。

import java.util.concurrent.*;

public class OrderServiceDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("main thread: Success to place an order");

        int count = 3;
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(count);

        Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(count);
        executor.execute(new MessageTask("email", countDownLatch));
        executor.execute(new MessageTask("wechat", countDownLatch));
        executor.execute(new MessageTask("sms", countDownLatch));

        // 主线程阻塞，等待所有子线程发完消息
        countDownLatch.await();
        // 所有子线程已经发完消息，计数器为0，主线程恢复
        System.out.println("main thread: all message has been sent");
    }

    static class MessageTask implements Runnable {
        private String messageName;
        private CountDownLatch countDownLatch;

        public MessageTask(String messageName, CountDownLatch countDownLatch) {
            this.messageName = messageName;
            this.countDownLatch = countDownLatch;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                // 线程发送消息
                System.out.println("Send " + messageName);
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            } finally {
                // 发完消息计数器减 1
                countDownLatch.countDown();
            }
        }
    }
}

程序运行结果：

main thread: Success to place an order
Send email
Send wechat
Send sms
main thread: all message has been sent

从运行结果可以看到主线程是在所有的子线程发送完消息后才打印，这符合我们的预期。

CountDownLatch 的限制

CountDownLatch是一次性的，计算器的值只能在构造方法中初始化一次，之后没有任何机制再次对其设置值，当CountDownLatch使用完毕后，它不能再次被使用。

大家学会了么？后面会接着讲剩余的几种并发工具类，拭目以待吧~

我是雷小帅，爱了~

有一种说法：一个好的计算机专业毕业生，应该掌握

• 一门面向过程的语言

• 一门面向对象语言

• 一门脚本语言

如果学有余力，最好

• 对一门函数式语言有所了解

打个比方：毕业时熟悉C、Java和Python，对Scala有一定了解，就算是符合这个条件了。

目前编程语言主要分为三大类：

       1.机器语言

       2.汇编语言

       3.高级语言

1.1

机器语言为纯粹的机器代码，由010101……的二进制代码组成，可以由计算机直接执行，运行效率最高，通用性不强，对于不同的硬件需要不同的程序。

2.1

汇编语言可分为8086汇编，win32汇编，.NET汇编，运行效率低于机器语言，用简单的助记符代替二进制代码，通用性不强，对于不同的硬件需要不同的程序。但由于其特殊性质，在某些行业可广泛应用。

3.1

高级语言分为Java、Basic、Pascal、Object Pascal、C、C++、C#、ASP、ASP.NET、Perl、PHP、SQL、FORTRAN 等（纯粹的编程语言）Visual Basic、Visual Basic.NET、Delphi、Visual C++、C++ Builder、C# Builder、Visual Foxpro 等（经过发展过后的编程语言）用人类可识别的自然语言（主要英语）进行编程，运行效率更低，但编程难度和程序可读性大幅提高。可移植性好，实用性较好，适合大规模开发，是现在大多数程序员选择的语言。Java语言和.NET平台的出现一定程度上解决了由于平台不同所导致的代码移植困难情况。

3.2

高级语言相关介绍

Basic

微软公司上个世纪八十年代推出的计算机语言，当时造成了计算机软件开发世界的强烈震动，它的出现将很多程序员由枯燥的编码中解放出来，而有更多的精力来进行程序结构的开发。但是Basic同C、Pascal语言一样，是结构化语言，在大型开发中会逐渐力不从心，程序员需要关注的内容实在太多了。其实现在学习Basic已经没有什么意义了，因为它的改进版本Visual Basic和Visual Basic.NET无论是在功能上还是在实用性上都大大地超过了他们的祖先。

Pascal

结构化语言，语法结构严谨，易于教学。相对于C语言，缺乏一定的灵活性。但是正是其严谨的语法，很多Pascal程序员倾心于其“诗篇一样的结构”，曾经一直是大专院校计算机专业必学的语言。它的改进版本Object Pascal和Delphi都超过了它。

Object Pascal

改进版的Pascal，它是面向对象的Pascal，是Delphi语言的核心。

Python

如今Python相当流行，Python语言语法优雅，特点之一是强制要求使用规范的代码缩进，运行速度还不错，相对易学。很多国外的大学，计算机专业的入门语言便Python。国内也有少数大学，也在尝试用Python作为第一门编程语言。Python语言可用于数值计算、网站后端、脚本，还有今天特别火的大数据、机器学等。

C

上世纪七十年代由贝尔实验室开发，当时是为了解决一个实际问题，将B语言改进后得到的，后来贝尔实验室又用它重写了UNIX操作系统。目前它是所有工科学生必须学习的语言，特点：贴近硬件，执行效率高，使用灵活，功能强大。但它毕竟还是结构化编程语言，在进行大型开发上还是有点力不从心，往往编程人员需要绞尽脑汁想出各种“精巧”的算法来实现某个目的，不过在学习操作系统和进行单片机开发上，它的作用是举足轻重的。

C++

C语言的改进版本，在保留了C语言所有特性的同时添加进了面向对象思想。这个特性赋予它在很多大型开发上得天独厚的优势，在很多领域中有很强生命力，直至今日，此语言还在不断发展中，新技术层出不穷。

C#

读作「C sharp」，就是「C 升号」的意思（变相表达C"++"），C#是微软公司出品的一款编程语言（其实就是模仿Java搞出来的一款竞品），很多桌面程序都是用C#写的(即WPF)，它是一种现代的，面向对象的语言，它结合了C/C++和Visual C++的强大功能以及Visual Basic的易用性。具有简单、面向对象、类型安全、可进行Dll版本控制、兼容性好、灵活等诸多特点，使得它成为了一个很有潜力的新生代语言。再加上互联网的高速发展和微软的强大技术支持，应该是比较有前途的。

Java

Java是一种简单的，面象对象的，分布式的，解释的，可移植的，多线程的语言（Java本身是静态语言，后来加入很多动态特性）。Java语言其实最是诞生于1991年，起初被称为OAK语言，是SUN公司为一些消费性电子产品而设计的一个通用环境。他们最初目的只是为了开发一种独立于平台的软件技术，而且在网络出现之前，OAK可以说是默默无闻，甚至差点夭折。但网络的出现改变了OAK的命运。在Java出现以前，Internet上的信息内容都是一些乏味死板的HTML文档。这对于那些迷恋于WEB浏览的人们来说简直不可容忍。他们迫切希望能在WEN中看到一些交互式的内容，开发人员也极希望能够在WEB上创建一类无需考虑软硬件平台就可以执行的应用程序，当然这些程序还要有极大的安全保障。对于用户的这种要求，传统编程语言显得无能为力，SUN的工程师敏锐地察觉到了这一点，从1994年起，他们开始将OAK技术应用于WEB上，并且开发出了HotJava的第一个版本。当SUN公司1995年正式以Java这个名字推出的时候，几乎所有的WEB开发人员都想到：噢，这正是我想要的。于是Java成了一颗耀眼的明星，Java语言具有：与平台无关性、安全性、面向对象，分布式等诸多特点，成为了当今计算机界炙手可热的语言，具有大量拥护者。

ASP/ASP.NET/PHP/Perl

这些都是网页开发使用的语言。

SQL

结构化查询语言，主要用于数据库开发。但很多现代的语言（Delphi等）都支持内嵌SQL。

FORTRAN

最初应美国国防部需要而开发的语言。擅长于科学计算，主要用于高校之中。

Visual Baisc、Visual Baisc.NET

都是由basic改进而来，其中Visualbasic是解释型语言，编译速度快，可以实时调试，它不是完全的面向对象，多线程开发比较困难。VisualBaisc.NET是基于微软.net平台的新语言（注意它和VisualBasic是完全不同的语言），面向对象，可以进行嵌入式开发，与asp.NET结合紧密，并且在性能上大大提高，很有发展前途。

Visual C++/C++ Builder

都是C++语言的开发环境，可以使用户更方便的开发Windows程序。Visual C++是微软公司的产品，而C++ Builder是Borland 公司的产品。

C# builder

Borland公司的C#开发环境。

Delphi

Borland公司的旗舰产品。Object Pascal的集成开发环境，具有强大的数据库功能、高效的编译速度和方便快捷的开发，使得很多公司选用Delphi作为首选开发语言。

本系列文章主要介绍 C++ 编程语言中类对象的赋值操作、复制操作，以及两者之间的区别，另外还会介绍“深拷贝”与“浅拷贝”的相关知识。

本文为系列文章的第一篇，主要介绍 C++ 编程语言中类对象的赋值的相关知识。

1 对象的赋值

1.1 What

如同基本类型的赋值语句一样，同一个类的各个对象之间也是可以进行赋值操作的，即将一个对象的值赋给另一个对象。

需要说明的是，在类对象的赋值过程中，只会对类中的数据成员进行赋值，而不对成员函数赋值。

例如：obj1 和 obj2 是类 ClassA 的两个对象，那么对象赋值语句“obj2 = obj1;” 会把对象 obj1 的数据成员的值逐位赋给对象 obj2。

1.2 示例代码

下面展示一个对象赋值的示例代码（object_assign_and_copy_test1.cpp），内容如下：

#include <iostream>

using namespace std;

class ClassA
{
public:
    // 设置成员变量的值
    void SetValue(int i, int j)
    {
        m_nValue1 = i;
        m_nValue2 = j;
    }
    // 打印成员变量的值
    void ShowValue()
    {
        cout << "m_nValue1 is: " << m_nValue1 << ", m_nValue2 is: " << m_nValue2 << endl;
    }
private:
    int m_nValue1;
    int m_nValue2;
};

int main()
{
    // 声明对象obj1和obj2
    ClassA obj1;
    ClassA obj2;

    obj1.SetValue(1, 2);
    // 对象赋值场景 —— 将obj1的值赋给obj2
    obj2 = obj1;
    cout << "obj1 info as followed: " << endl;
    obj1.ShowValue();
    cout << "obj2 info as followed: " << endl;
    obj2.ShowValue();

    return 0;
}

编译并运行上述代码，结果如下：

上面的运行结果表明，通过对象赋值语句，成功地将对象 obj1 的值赋给了对象 obj2。

1.3 几点说明

对于对象赋值，进行以下几点说明：

• 进行对象赋值时，两个对象的必须属于同一个类，如对象所述的类不同，在编译时将会报错；
• 两个对象之间的赋值，只会让这两个对象中数据成员相同，而两个对象仍然是独立的。例如在上面的示例代码中，进行对象赋值后，再调用 obj1.set() 设置 obj1 的值，并不会影响到 obj2 的值；
• 对象赋值是通过赋值运算函数实现的。每个类都有默认的赋值运算符，我们也可以根据需要，对赋值运算符进行重载。一般来说，需要手动编写析构函数的类，都需要重载赋值运算符（具体原因下文会介绍）；
• 在对象声明之后，进行的对象赋值运算，才属于“真正的”对象赋值运算（即，使用了赋值运算符“=”）；而在对象初始化时，针对对象进行的赋值操作，实际上是属于对象的复制。示例如下：

      // 声明obj1和obj2
      ClassA obj1;
      ClassA obj2;
      obj2 = obj1; // 此语句为对象的赋值
  
      // 声明obj1
      ClassA obj1;
      // 声明并初始化obj2
      ClassA obj2 = obj1; // 此语句属于对象的复制

1.4 进一步研究

下面从内存分配的角度分析一下对象的赋值操作。

1.4.1 C++中对象的内存分配方式

在 C++ 编程语言中，只要声明了对象，对象实例在编译的时候，系统就需要为其分配内存了。

相关示例代码内容如下：

class ClassA
{
public:
    ClassA(int id, char* name)
    {
        m_nId = id;
        m_pszName = new char[strlen(name) + 1];
        strcpy(m_pszName, name);
    }
private:
    char* m_pszName;
    int m_nId;
};

int main()
{
    ClassA obj1(1, "liitdar");
    ClassA obj2;

    return 0;
}

在上述示例代码编译之后，系统为对象 obj1 和 obj2 都分配相应大小的内存空间（只不过对象 obj1 的内存域被初始化了，而 obj2 的内存域的值为随机值）。两者的内存空间使用情况如下：

1.4.2 默认的赋值运算符

延续上面的示例代码，执行“obj2 = obj1;”语句时，即利用默认的赋值运算符将对象 obj1 的值赋给 obj2。使用类中默认的赋值运算符，会将对象中的所有位于 stack 中的域进行相应的复制操作；同时，如果对象有位于 heap 上的域，则不会为目标对象分配 heap 上的空间，而只是让目标对象指向源对象 heap 上的同一个地址。

执行语句“obj2 = obj1;”对应的默认的赋值运算后，两个对象的内存空间使用情况如下：

因此，对于类中默认的赋值运算，如果源对象域内没有 heap 上的空间，其不会产生任何问题。但是，如果源对象域内需要申请 heap 上的空间，那么由于源对象和目标对象都指向 heap 的同一段内容，所以在析构对象的时候，就会连续两次释放 heap 上的同一块内存区域，从而导致程序异常。

    ~ClassA()
    {
        delete m_pszName;
    }

1.4.3 解决方案

为了解决上面的问题，如果对象会在 heap 上存储内容，就必须重载赋值运算符，从而在进行对象的赋值操作时，使不同对象的成员域指向不同的 heap 地址。

重载赋值运算符的代码如下：

    // 赋值运算符重载需要返回对象的引用，否则返回后其值立即消失
    ClassA& operator=(ClassA& obj)
    {
        // 释放heap内存
        if (m_pszName != NULL)
        {
            delete m_pszName;
        }
        // 赋值stack内存的值
        this->m_nId = obj.m_nId;
        // 赋值heap内存的值
        int nLength = strlen(obj.m_pszName);
        m_pszName = new char[nLength + 1];
        strcpy(m_pszName, obj.m_pszName);
        
        return *this;
    }

使用上面重载后的赋值运算符对对象进行赋值后，两个对象的内存空间使用情况如下：

这样，在对象 obj1、obj2 退出其的作用域，调用相应的析构函数时，就会释放不同 heap 空间的内存，也就不会出现程序异常了。

关于“C++编程语言类对象的复制操作”的相关内容，请点击此处。