java執行緒池主執行緒等待子執行緒執行完成
阿新 • • 發佈：2019-02-03
Java如何等待子執行緒執行結束
今天討論一個入門級的話題, 不然沒東西更新對不起空間和域名~~工作總往往會遇到非同步去執行某段邏輯, 然後先處理其他事情, 處理完後再把那段邏輯的處理結果進行彙總的產景, 這時候就需要使用執行緒了.
一個執行緒啟動之後, 是非同步的去執行需要執行的內容的, 不會影響主執行緒的流程, 往往需要讓主執行緒指定後, 等待子執行緒的完成. 這裡有幾種方式. 站在 主執行緒的角度, 我們可以分為主動式和被動式. 主動式指主線主動去檢測某個標誌位, 判斷子執行緒是否已經完成. 被動式指主執行緒被動的等待子執行緒的結束, 很明顯, 比較符合人們的胃口. 就是你事情做完了, 你告訴我, 我彙總一下, 哈哈. 那麼主執行緒如何等待子執行緒工作完成呢. 很簡單, Thread 類給我們提供了join 系列的方法, 這些方法的目的就是等待當前執行緒的die. 舉個例子. public忽略標號, 當然輸出也有可能是1和2調換位置了. 這個我們是無法控制的. 我們看下執行緒的join操作, 究竟幹了什麼. public final void join() throws InterruptedException { join(0) ; } 這裡是呼叫了 public final synchronized void join( long millis) 方法, 引數為0, 表示沒有超時時間, 等到執行緒結束為止. join(millis)方法裡面有這麼一段程式碼:
- main thread work start
- sub thread start working.
- main thread work done.
- now waiting sub thread done.
- sub thread stop working.
- now all done.
while (isAlive()) {
wait(0) ; } 說明, 當執行緒處於活躍狀態的時候, 會一直等待, 直到這裡的isAlive方法返回false, 才會結束.isAlive方法是一個本地方法, 他的作用是判斷執行緒是否已經執行結束. 註釋是這麼寫的:Tests if this thread is alive. A thread is alive if it has been started and has not yet died.
可見, join系列方法可以幫助我們等待一個子執行緒的結束. 那麼要問, 有沒有另外一種方法可以等待子執行緒結束? 當然有的, 我們可以使用併發包下面的Future模式. Future是一個任務執行的結果, 他是一個將來時, 即一個任務執行, 立即非同步返回一個Future物件, 等到任務結束的時候, 會把值返回給這個future物件裡面. 我們可以使用ExecutorService介面來提交一個執行緒. public class Threads { static ExecutorService executorService = Executors . newFixedThreadPool ( 1 ) ; @SuppressWarnings ( “rawtypes” ) public static void main (String[] args ) throws InterruptedException , ExecutionException { SubThread thread = new SubThread () ; // thread.start(); Future future = executorService . submit (thread) ; mainThreadOtherWork () ; System . out . println ( “now waiting sub thread done.” ) ; future . get () ; // try { // thread.join(); // } catch (InterruptedException e) { // e.printStackTrace(); // } System . out . println ( “now all done.” ) ; executorService . shutdown () ; } private static void mainThreadOtherWork () { System . out . println ( “main thread work start” ) ; try { Thread . sleep ( 3000L ) ; } catch (InterruptedException e) { e . printStackTrace () ; } System . out . println ( “main thread work done.” ) ; } public static class SubThread extends Thread{ @Override public void run () { working () ; } private void working () { System . out . println ( “sub thread start working.” ) ; busy () ; System . out . println ( “sub thread stop working.” ) ; } private void busy () { try { sleep ( 5000L ) ; } catch (InterruptedException e) { e . printStackTrace () ; } } } } 這 裡, ThreadPoolExecutor 是實現了 ExecutorService的方法, sumbit的過程就是把一個Runnable介面物件包裝成一個 Callable介面物件, 然後放到 workQueue裡等待排程執行. 當然, 執行的啟動也是呼叫了thread的start來做到的, 只不過這裡被包裝掉了. 另外, 這裡的thread是會被重複利用的, 所以這裡要退出主執行緒, 需要執行以下shutdown方法以示退出使用執行緒池. 扯遠了. 這 種方法是得益於Callable介面和Future模式, 呼叫future介面的get方法, 會同步等待該future執行結束, 然後獲取到結果. Callbale介面的介面方法是 V call(); 是可以有返回結果的, 而Runnable的 void run(), 是沒有返回結果的. 所以, 這裡即使被包裝成Callbale介面, future.get返回的結果也是null的.如果需要得到返回結果, 建議使用Callable介面. 通過佇列來控制執行緒的進度, 是很好的一個理念. 我們完全可以自己搞個佇列, 自己控制. 這樣也可以實現. 不信看程式碼: public class Threads { // static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1); static final BlockingQueue < Integer > queue = new ArrayBlockingQueue < Integer > ( 1 ) ; public static void main (String[] args ) throws InterruptedException , ExecutionException { SubThread thread = new SubThread ( queue ) ; thread . start () ; // Future future = executorService.submit(thread); mainThreadOtherWork () ; System . out . println ( “now waiting sub thread done.” ) ; // future.get(); queue . take () ; // try { // thread.join(); // } catch (InterruptedException e) { // e.printStackTrace(); // } System . out . println ( “now all done.” ) ; // executorService.shutdown(); } private static void mainThreadOtherWork () { System . out . println ( “main thread work start” ) ; try { Thread . sleep ( 3000L ) ; } catch (InterruptedException e) { e . printStackTrace () ; } System . out . println ( “main thread work done.” ) ; } public static class SubThread extends Thread{ private BlockingQueue < Integer > queue ; /** * @param queue */ public SubThread ( BlockingQueue < Integer > queue ) { this . queue = queue ; } @Override public void run () { try { working () ; } finally { try { queue . put ( 1 ) ; } catch (InterruptedException e) { e . printStackTrace () ; } } } private void working () { System . out . println ( “sub thread start working.” ) ; busy () ; System . out . println ( “sub thread stop working.” ) ; } private void busy () { try { sleep ( 5000L ) ; } catch (InterruptedException e) { e . printStackTrace () ; } } } } 這 裡是得益於我們用了一個阻塞佇列, 他的put操作和take操作都會阻塞(同步), 在滿足條件的情況下.當我們呼叫take()方法是, 由於子執行緒還沒結束, 佇列是空的, 所以這裡的take操作會阻塞, 直到子執行緒結束的時候, 往佇列裡面put了個元素, 表明自己結束了. 這時候主執行緒的take()就會返回他拿到的資料. 當然, 他拿到什麼我們是不必去關心的. 以上幾種情況都是針對子執行緒只有1個的時候. 當子執行緒有多個的時候, 情況就不妙了. 第一種方法, 你要呼叫很多個執行緒的join, 特別是當你的執行緒不是for迴圈建立的, 而是一個一個建立的時候. 第二種方法, 要呼叫很多的future的get方法, 同第一種方法. 第三種方法, 比較方便一些, 只需要每個執行緒都在queue裡面 put一個元素就好了.但是, 第三種方法, 這個佇列裡的物件, 對我們是毫無用處, 我們為了使用佇列, 而要不明不白浪費一些記憶體, 那有沒有更好的辦法呢? 有的, concurrency包裡面提供了好多有用的東東, 其中, CountDownLanch就是我們要用的. CountDownLanch 是一個倒數計數器, 給一個初始值(>=0), 然後沒countDown一次就會減1, 這很符合等待多個子執行緒結束的產景: 一個執行緒結束的時候, countDown一次, 直到所有都countDown了 , 那麼所有子執行緒就都結束了. 先看看CountDownLanch有哪些方法:
await: 會阻塞等待計數器減少到0位置. 帶引數的await是多了等待時間.
countDown: 將當前的技術減1
getCount(): 返回當前的計數
顯而易見, 我們只需要在子執行緒執行之前, 賦予初始化countDownLanch, 並賦予執行緒數量為初始值.
每個執行緒執行完畢的時候, 就countDown一下.主執行緒只需要呼叫await方法, 可以等待所有子執行緒執行結束, 看程式碼:
public class Threads {
// static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
static final BlockingQueue < Integer > queue = new ArrayBlockingQueue < Integer > ( 1 ) ;
public static void main (String[] args ) throws InterruptedException , ExecutionException
{
int threads = 5 ;
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch (threads) ;
for ( int i = 0 ; i < threads ; i ++ ){
SubThread thread = new SubThread ( 2000 * (i + 1 ) , countDownLatch) ;
thread . start () ;
}
// Future future = executorService.submit(thread);
mainThreadOtherWork () ;
System . out . println ( “now
waiting sub thread done.” ) ;
// future.get();
// queue.take();
countDownLatch . await () ;
// try {
// thread.join();
// } catch (InterruptedException e) {
// e.printStackTrace();
// }
System . out . println ( “now
all done.” ) ;
// executorService.shutdown();
}
private static void mainThreadOtherWork ()
{
System . out . println ( “main
thread work start” ) ;
try {
Thread . sleep ( 3000L ) ;
} catch (InterruptedException e) {
e . printStackTrace () ;
}
System . out . println ( “main
thread work done.” ) ;
}
public static class SubThread extends Thread{
// private BlockingQueue<Integer> queue;
private CountDownLatch countDownLatch ;
private long work ;
/**
* @param queue
*/
// public SubThread(BlockingQueue<Integer> queue) {
// this.queue = queue;
// this.work = 5000L;
// }
public SubThread ( long work , CountDownLatch countDownLatch )
{
// this.queue = queue;
this . countDownLatch = countDownLatch ;
this . work = work ;
}
@Override
public void run () {
try {
working () ;
} finally {
// try {
// queue.put(1);
// } catch (InterruptedException e) {
// e.printStackTrace();
// }
countDownLatch . countDown () ;
}
}
private void working () {
System . out . println ( getName () + ”
sub thread start working.” ) ;
busy () ;
System . out . println ( getName () + ”
sub thread stop working.” ) ;
}
private void busy () {
try {
sleep ( work ) ;
} catch (InterruptedException e) {
e . printStackTrace () ;
}
}
}
}
此種方法也適用於使用 ExecutorService summit 的任務的執行.
另外還有一個併發包的類CyclicBarrier, 這個是(子)執行緒之間的互相等待的利器. 柵欄, 就是把大家都在一個地方堵住, 就像水閘, 等大家都完成了之前的操作, 在一起繼續下面的操作. 不過就不再本篇的討論訪問內了.
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