Java主线程等待子线程、线程池

public class TestThread extends Thread
{
	public void run()
	{
		System.out.println(this.getName() + "子线程开始");
		try
		{
			// 子线程休眠五秒
			Thread.sleep(5000);
		}
		catch (InterruptedException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(this.getName() + "子线程结束");
	}
}

首先是一个线程,它执行完成需要5秒。

 

1、主线程等待一个子线程

public class Main
{
	public static void main(String[] args)
	{
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		Thread thread = new TestThread();
		thread.start();
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("子线程执行时长:" + (end - start));
	}
}

在主线程中,需要等待子线程执行完成。但是执行上面的main发现并不是想要的结果:

子线程执行时长:0
Thread-0子线程开始
Thread-0子线程结束

很明显主线程和子线程是并发执行的,主线程并没有等待。

对于只有一个子线程,如果主线程需要等待子线程执行完成,再继续向下执行,可以使用Thread的join()方法。join()方法会阻塞主线程继续向下执行。

public class Main
{
	public static void main(String[] args)
	{
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		Thread thread = new TestThread();
		thread.start();
		
		try
		{
			thread.join();
		}
		catch (InterruptedException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("子线程执行时长:" + (end - start));
	}
}

执行结果:

Thread-0子线程开始
Thread-0子线程结束
子线程执行时长:5000

注意:join()要在start()方法之后调用。

 

2、主线程等待多个子线程

比如主线程需要等待5个子线程。这5个线程之间是并发执行。

public class Main
{
	public static void main(String[] args)
	{
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		for(int i = 0; i < 5; i++)
		{
			Thread thread = new TestThread();
			thread.start();
			
			try
			{
				thread.join();
			}
			catch (InterruptedException e)
			{
				e.printStackTrace();
			}
		}
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("子线程执行时长:" + (end - start));
	}
}

在上面的代码套上一个for循环,执行结果:

Thread-0子线程开始
Thread-0子线程结束
Thread-1子线程开始
Thread-1子线程结束
Thread-2子线程开始
Thread-2子线程结束
Thread-3子线程开始
Thread-3子线程结束
Thread-4子线程开始
Thread-4子线程结束
子线程执行时长:25000

由于thread.join()阻塞了主线程继续执行,导致for循环一次就需要等待一个子线程执行完成,而下一个子线程不能立即start(),5个子线程不能并发。

要想子线程之间能并发执行,那么需要在所有子线程start()后,在执行所有子线程的join()方法。

public class Main
{
	public static void main(String[] args)
	{
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		List<Thread> list = new ArrayList<Thread>();
		for(int i = 0; i < 5; i++)
		{
			Thread thread = new TestThread();
			thread.start();
			list.add(thread);
		}
		
		try
		{
			for(Thread thread : list)
			{
				thread.join();
			}
		}
		catch (InterruptedException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("子线程执行时长:" + (end - start));
	}
}

执行结果:

Thread-0子线程开始
Thread-3子线程开始
Thread-1子线程开始
Thread-2子线程开始
Thread-4子线程开始
Thread-3子线程结束
Thread-0子线程结束
Thread-2子线程结束
Thread-1子线程结束
Thread-4子线程结束
子线程执行时长:5000

3、主线程等待多个子线程(CountDownLatch实现)

CountDownLatch是java.util.concurrent中的一个同步辅助类,可以把它看做一个倒数计数器,就像神舟十号发射时倒数:10,9,8,7….2,1,0,走你。初始化时先设置一个倒数计数初始值,每调用一次countDown()方法,倒数值减一,await()方法会阻塞当前进程,直到倒数至0。

同样还是主线程等待5个并发的子线程。修改上面的代码,在主线程中,创建一个初始值为5的CountDownLatch,并传给每个子线程,在每个子线程最后调用countDown()方法对倒数器减1,当5个子线程等执行完成,那么CountDownLatch也就倒数完成,主线程调用await()方法等待5个子线程执行完成。

修改MyThread接收传入的CountDownLatch:

public class TestThread extends Thread  
{  
    private CountDownLatch countDownLatch;  
	      
    public TestThread(CountDownLatch countDownLatch)  
    {  
        this.countDownLatch = countDownLatch;  
    }  

    public void run()  
    {  
        System.out.println(this.getName() + "子线程开始");  
        try  
        {  
            // 子线程休眠五秒  
            Thread.sleep(5000);  
        }  
        catch (InterruptedException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        }

        System.out.println(this.getName() + "子线程结束");
          
        // 倒数器减1
        countDownLatch.countDown();
    }
}

修改main:

public class Main
{
	public static void main(String[] args)
	{
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		// 创建一个初始值为5的倒数计数器
		CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);
		for(int i = 0; i < 5; i++)
		{
			Thread thread = new TestThread(countDownLatch);
			thread.start();
		}
		
		try
		{
			// 阻塞当前线程,直到倒数计数器倒数到0
			countDownLatch.await();
		}
		catch (InterruptedException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("子线程执行时长:" + (end - start));
	}
}

执行结果:

Thread-0子线程开始
Thread-2子线程开始
Thread-1子线程开始
Thread-3子线程开始
Thread-4子线程开始
Thread-2子线程结束
Thread-4子线程结束
Thread-1子线程结束
Thread-0子线程结束
Thread-3子线程结束
子线程执行时长:5000

注意:如果子线程中会有异常,那么countDownLatch.countDown()应该写在finally里面,这样才能保证异常后也能对计数器减1,不会让主线程永远等待。

另外,await()方法还有一个实用的重载方法:public booleanawait(long timeout, TimeUnit unit),设置超时时间。

例如上面的代码,想要设置超时时间10秒,到了10秒无论是否倒数完成到0,都会不再阻塞主线程。返回值是boolean类型,如果是超时返回false,如果计数到达0没有超时返回true。

// 设置超时时间为10秒
boolean timeoutFlag = countDownLatch.await(10,TimeUnit.SECONDS);
if(timeoutFlag)
{
	System.out.println("所有子线程执行完成");
}
else
{
	System.out.println("超时");
}

4、主线程等待线程池

Java线程池java.util.concurrent.ExecutorService是很好用的多线程管理方式。ExecutorService的一个方法boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit),即阻塞主线程,等待线程池的所有线程执行完成,用法和上面所说的CountDownLatch的public boolean await(long timeout,TimeUnit unit)类似,参数设置一个超时时间,返回值是boolean类型,如果超时返回false,如果线程池中的线程全部执行完成,返回true。

由于ExecutorService没有类似CountDownLatch的无参数的await()方法,只能通过awaitTermination来实现主线程等待线程池。

public class Main
{
	public static void main(String[] args)
	{
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		// 创建一个同时允许两个线程并发执行的线程池
		ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
		for(int i = 0; i < 5; i++)
		{
			Thread thread = new TestThread();
			executor.execute(thread);
		}
		executor.shutdown();
		
		try
		{
			// awaitTermination返回false即超时会继续循环,返回true即线程池中的线程执行完成主线程跳出循环往下执行,每隔10秒循环一次
			while (!executor.awaitTermination(10, TimeUnit.SECONDS));
		}
		catch (InterruptedException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("子线程执行时长:" + (end - start));
	}
}

执行结果:

Thread-0子线程开始
Thread-1子线程开始
Thread-0子线程结束
Thread-2子线程开始
Thread-1子线程结束
Thread-3子线程开始
Thread-2子线程结束
Thread-4子线程开始
Thread-3子线程结束
Thread-4子线程结束
子线程执行时长:15000

另外,while(!executor.isTerminated())也可以替代上面的while (!executor.awaitTermination(10,TimeUnit.SECONDS)),isTerminated()是用来判断线程池是否执行完成。但是二者比较我认为还是awaitTermination更好,它有一个超时时间可以控制每隔多久循环一次,而不是一直在循环来消耗性能。

 出处:http://blog.csdn.net/xiao__gui/article/details/9213413

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