【多线程】学习记录七种主线程等待子线程结束之后在执行的方法
最近遇到一個問題需要主線程等待所有的子線程結束,才能開始執行,統計所有的子線程執行結果,返回,網上翻閱各種資料,最后記錄一下,找到七種方案
第一種:while循環
對于“等待所有的子線程結束”的問題,最開始想到的是使用while循環進行輪詢:
//開始計時String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);Thread t = new Thread(() -> {//子線程進行字符串連接操作int num = 1000;String s = "";for (int i = 0; i < num; i++) {s += "Java" + i;}System.out.println("t Over s =" + s);});t.start();String end = "";//t.getState() != State.TERMINATED這兩種判斷方式都可以while(t.isAlive() == true){end = getTheTimeInMilliseconds();}System.out.println("end = " + end);但是這樣太消耗CPU,所以我在while循環里加入了暫停,讓其歇會:
while(t.isAlive() == true){end = System.currentTimeMillis();try {Thread.sleep(10);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}這樣做的結果雖然cpu消耗減少,但是數據不準確了
第二種:Thread的join()方法
將 方法1 中的while循環代碼更改如下
try {t.join();//注意這里} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}使用join()方法,join()方法的作用,是等待這個線程結束;(t.join()方法阻塞調用此方法的線程,直到線程t完成,此線程再繼續)
第三種:synchronized 的等待喚醒機制
第二種方法的確實現了,接著我又想到了多線程的等待喚醒機制,思路是:子線程啟動后主線程等待,子線程結束后喚醒主線程。于是有了下面的代碼:
//開始計時String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);Object lock = new Object();Thread t = new Thread(() -> {//子線程進行字符串連接操作int num = 1000;String s = "";for (int i = 0; i < num; i++) {s += "Java" + i;}System.out.println("t Over s =" + s);lock.notify();});t.start();try {lock.wait();//主線程等待} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);但是這樣運行結果會拋出兩個異常:
由于對wait()和notify()的理解并不是很深刻,所以我最開始并不清楚為什么會出現這樣的結果,因為從報錯順序來看子線程并沒有提前喚醒,于是我到處翻閱資料,最后得出的結論是調用wait()方法時需要獲取該對象的鎖,Object文檔里是這么說的:
當前線程必須擁有該對象的監視器。如果當前線程不是對象監視器的所有者,拋異常IllegalMonitorStateException。
所以上面的代碼需要改成這樣:
//開始計時String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);Object lock = new Object();Thread t = new Thread(() -> {//子線程進行字符串連接操作int num = 1000;String s = "";for (int i = 0; i < num; i++) {s += "Java" + i;}System.out.println("t Over s =" + s);synchronized (lock) {//獲取對象鎖lock.notify();//子線程喚醒}});t.start();try {synchronized (lock) {//這里也是一樣lock.wait();//主線程等待}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);這樣的確得出了結果,但是主線程有可能先wait子線程,在notify,也就是說,如果子線程在主線程wait前,調用了notify,會導致主線程無限等待,所以這個思路還是有一定漏洞的
第四種:CountDownLatch
第四種方式可以等待多個線程結束,就是使用java.util.concurrent包下的CountDownLatch類
簡單來說,CountDownLatch類是一個計數器,可以設置初始線程數(設置后不能改變),在子線程結束時調用countDown()方法可以使線程數減一,最終為0的時候,調用CountDownLatch的成員方法wait()的線程就會取消BLOKED阻塞狀態,進入RUNNABLE從而繼續執行。下面上代碼:
//開始計時String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);int threadNumber = 1;//參數為線程個數final CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(threadNumber);Thread t = new Thread(() -> {//子線程進行字符串連接操作int num = 1000;String s = "";for (int i = 0; i < num; i++) {s += "Java" + i;}System.out.println("t Over s =" + s);//此方法是CountDownLatch的線程數-1cdl.countDown();});t.start();try {//需要捕獲異常,當其中線程數為0時這里才會繼續運行cdl.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);第五種:Future
又想到線程池,線程池的submit()的返回對象Future接口有一個get()方法也可以阻塞當前線程(其實該方法主要用途是獲取子線程的返回值),所以第五種方法也出來了:
//開始計時String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);Thread t = new Thread(() -> {//子線程進行字符串連接操作int num = 1000;String s = "";for (int i = 0; i < num; i++) {s += "Java" + i;}System.out.println("t Over s =" + s);});//子線程啟動Future future = executorService.submit(t);try {future.get();//需要捕獲兩種異常}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}catch (ExecutionException e){e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);executorService.shutdown();這里, ThreadPoolExecutor 是實現了 ExecutorService的方法, sumbit的過程就是把一個Runnable接口對象包裝成一個 Callable接口對象, 然后放到 workQueue里等待調度執行. 當然, 執行的啟動也是調用了thread的start來做到的, 只不過這里被包裝掉了. 另外, 這里的thread是會被重復利用的, 所以這里要退出主線程, 需要執行以下shutdown方法以示退出使用線程池. 扯遠了.
這種方法是得益于Callable接口和Future模式, 調用future接口的get方法, 會同步等待該future執行結束, 然后獲取到結果. Callbale接口的接口方法是 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, 這里即使被包裝成Callbale接口, 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接口.
第六種:BlockingQueue
同時,在concurrent包中,還提供了BlockingQueue(隊列)來操作線程,BlockingQueue的主要的用法是在線程間安全有效的傳遞數據,因此,第六種方法也出來了:
//開始計時String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);//數組型隊列,長度為1BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(1);Thread t = new Thread(() -> {//子線程進行字符串連接操作int num = 1000;String s = "";for (int i = 0; i < num; i++) {s += "Java" + i;}System.out.println("t Over s =" + s);try {//在隊列中加入數據queue.put("OK");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});t.start();try {queue.take();//主線程在隊列中獲取數據,take()方法會阻塞隊列,ps還有不會阻塞的方法} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);第七種:CyclicBarrier
第七種方式,還是concurrent包,只不過這次試用CyclicBarrier類:
CyclicBarrier字面意思回環柵欄,通過它可以實現讓一組線程等待至某個狀態之后再全部同時執行。叫做回環是因為當所有等待線程都被釋放以后,CyclicBarrier可以被重用。
//開始計時String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);//參數為線程數CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2);Thread t = new Thread(() -> {//子線程進行字符串連接操作int num = 1000;String s = "";for (int i = 0; i < num; i++) {s += "Java" + i;}System.out.println("t Over s =" + s);try {//阻塞barrier.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}});t.start();try {barrier.await();//也阻塞,并且當阻塞數量達到指定數目時同時釋放} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);實際是上面這種方法是不太嚴謹的,因為在子線程阻塞之后如果還有代碼是會繼續執行的,當然本例中后面是沒有代碼可執行了,可以近似理解為是子線程的運行時間。
問題
扒拉出這么方法都可以實現主線程等待子線程的方法,上個問題:
幾萬,幾十萬的數據情況下,只能一條信息一條信息發送,需要優化消費時間
保證每條數據都被消費掉,并且統計所有失敗的記錄,失敗的原因
小弟綜合實際寫的代碼,上demo,求各路大佬指教代碼中的缺陷,因為這塊不熟,面向百度編程使用的事淋漓盡致,所以老感覺有坑,但是又不知道在哪,賊尷尬
/*** 業務代碼精簡版*/private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);private static final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(100);private static ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(2, 4,1000, TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingDeque<Runnable>(1000),new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());public static void main(String[] args) {System.out.println("主線程開始執行…… ……");// 需要統計每個數據的消費結果List<Map<String, Integer>> resultMap = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 100; i++) {pool.execute(() -> {try {synchronized (TestThread.class){Map<String, Integer> map = new Hashtable<>();// 假裝獲取了每個數據消費結果map.put("success", 0);resultMap.add(map);atomicInteger.getAndIncrement();}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {latch.countDown();}});}try {latch.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("成功數量" + atomicInteger.get());System.out.println(resultMap);}總結
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