CountDownLatch阻塞后countDown未执行会如何？

背景

某项目封装了 Kafka 消费者 API，根据传递的消费者线程数，创建 N 个消费者线程同时消费对应 topic 的数据，并在线程启动后收集到全局列表中，方便在程序调用 stop 流程时逐个停止。

主控类在创建 Kafka 消费线程时使用了 CountDownLatch ，将启动的线程收集到全局列表，并阻塞等待所有线程初始化完成；消费者线程指定 Kafka 订阅方法后对计数器减一，然后轮询消费 Kafka 的数据。

近日因某场景下不想消费某类 topic 数据而将 topic 设置为空，预想其他几类的 topic 数据应该正常消费，结果发现第一个 topic 设置为空后，其他几类消费线程都没有正常启动。

封装逻辑

程序封装了一个 KafkaConsumerThread 类，根据配置的线程数启动 N 个线程消费目标 topic 数据，基本代码如下：

用 CountDownLatch 控制消费者线程的初始化，本意是在 run 方法执行的时候就对计数器减一，标识本消费线程初始化完成的。

1. 根据线程数创建 CountDownLatch 计数器。
2. 订阅 Kafka topic。
3. 计数器减一。
4. 记录启动的线程对象。
5. 主程序阻塞等待消费线程 run 方法执行到计数器减一。

问题排查

有一个 topic 设置为空后，对应的消费者线程启动报异常了：

java.lang.IllegalArgumentException: 
Topic collection to subscribe to 
cannot contain null or empty topic

一个消费异常，但其他消费者没有启动，为什么呢？理论上它们并不相干才对。

打印程序堆栈信息，发现程序阻塞了：

封装的 Kafka API 是顺次启动几类 topic 消费线程的，因为启动第一个 topic 消费线程时，因 topic 设置为空，consumer.subscribe(config.getTopics()) 这句代码异常了，其后面的 countDown 未执行而引发阻塞。

第一个 topic 消费启动异常后，程序因调用了 countDownLatch.await() 而阻塞了，因此后面代码就不执行了，继而程序呈现异常状态。

基础巩固

CountDownLatch 是 JUC 包同步工具类，用于协调多个线程。它允许一个或多个线程等待，直到其他线程中执行的一组操作完成。CountDownLatch 通过一个计数器来实现，该计数器由线程递减，计数器值到达零后，所有调用过 await 方法的线程将解除阻塞状态。

• 创建：new CountDownLatch 对象时，指定计数器的初始值。
• 阻塞：一个或多个线程调用 await 方法，进入阻塞等待状态，直到计数器的值变为零。
• 倒计数：其他线程在完成各自任务后调用 countDown 方法，将计数器的值减一。当计数器的值减到零时，所有在 await 上等待的线程会被唤醒，继续执行。

启示录

同步锁使用不当容易引发死锁问题，阿里开发者规范在 countDown() 方法处有一个提示：

这个提示也不准确，因为这个是一个 Kafka 消费线程，它以线程中断状态为标识，循环从 Kafka 中 poll 数据处理的，所以不能在 finally 中调用。但是也不能在 subscribe 之后调用，因为该语句会异常。

到底应该在哪里对计数器减一才能保证即使异常，也能正常减一呢？有两个方法：

1. 简化处理，在线程的 run 方法第一行调用。
2. 稍微复杂一点，添加一个开关，在 countDown 后面设置为 true，然后再 finally 里面判断，如果这个开关的代码没有走到，说明后面异常了，就在对计数器再补充减一：
   其实这个问题产生的根源是没有对 topic 进行判空，如果源头控制了，就不会出现这种异常了。

PS：真心再推荐一下 utools 工具，整理本文时堆栈信息是从七天前的剪切板里面找出来的：

对我这种一天不知道复制粘贴多少次的人来说，这个工具真的很好用啊！