java 等待所有线程执行完毕

#问题的由来
主线程等待所有线程都运行完后,再执行逻辑,这个需求很普遍。比如,在处理数据时,为了效率期间,起了10个线程,分别处理一块数据,这样能缩短处理时间,10个线程都执行完后,继续进行下边的逻辑(有点map/reduce的意思)。这里我们就需要用到java的线程同步类 CountDownLatch ,count down是计数的意思,latch是门闩的意思,合起来也就是计数的开关。我们看一下CountDownLatch的API。

#CountDownLatch API介绍

一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。

用给定的计数 初始化 CountDownLatch。由于调用了 countDown() 方法,所以在当前计数到达零之前,await
方法会一直受阻塞。之后,会释放所有等待的线程,await
的所有后续调用都将立即返回。这种现象只出现一次——计数无法被重置。如果需要重置计数,请考虑使用 CyclicBarrier。

CountDownLatch 是一个通用同步工具,它有很多用途。将计数 1 初始化的 CountDownLatch
用作一个简单的开/关锁存器,或入口:在通过调用 countDown() 的线程打开入口前,所有调用 await 的线程都一直在入口处等待。用
N 初始化的 CountDownLatch 可以使一个线程在 N 个线程完成某项操作之前一直等待,或者使其在某项操作完成 N
次之前一直等待。

CountDownLatch 的一个有用特性是,它不要求调用 countDown
方法的线程等到计数到达零时才继续,而在所有线程都能通过之前,它只是阻止任何线程继续通过一个 await。

从中可以看出,最重要的几个步骤,

第一,创建门闩,

第二,开启门闩,阻塞所有线程,

第三,其它线程递减次数,减为0时,门闩打开,主线程继续执行放开门闩

#样例

public class TestCountDownLatch {

	
	public static void main(String[] args) {
		
		int count = 5;
		final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count);//创建门闩
		
		//execute thread
		for(int i=0; i<count; i++){
			new Thread(new Worker(latch)).start();
		}
		//
		System.out.println("进入等待");
		
		
		try {
			latch.await();//开启门闩,阻塞所有线程,
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
		//dosomething
		System.out.println("都执行完了");
	}
	
	
	
}

class Worker implements Runnable{
	
	private final CountDownLatch latch;
	
	
	
	public Worker(CountDownLatch latch) {
		super();
		this.latch = latch;
	}
	
	
	
	@Override
	public void run() {
		
		
		//do something
		System.out.println(Thread.currentThread().getName());
		
		try {
			Thread.sleep(5000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
		/*
		其它线程递减次数,减为0时,门闩打开,主线程继续执行放开门闩。
		每调用一次countdown()计数就减一次
		*/
		latch.countDown();//递减
	}
	
	
}

输出结果

这里写图片描述

#后续
这里,我们没有往线程中传值、也没有获取线程的计算结果,所以比较简单。如果需要往线程中传值,使用构造函数方法传参或者公共方法传参;获取其它线程的计算结果,可以使用Future

Java中,如果你需要等待所有的线程完成后再继续执行主程序中的其他业务逻辑,可以采用几种常见的策略。 ### 1. 使用 `join()` 方法 每个Thread实例都提供了一个`join()`方法,它允许当前线程等待另一个线程结束。如果有一个主线程启动了几个工作线程,并希望在线程任务全部完成后才继续运行,则可以在创建并启动每个新线程之后调用它的`join()`函数: ```java public class JoinExample { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t1 = new Thread(() -> System.out.println("线程1")); Thread t2 = new Thread(() -> System.out.println("线程2")); t1.start(); t2.start(); // 等待t1和t2两个线程执行完毕 t1.join(); t2.join(); System.out.println("所有子线程已完成"); } } ``` 这种方式简单直接,但对于大量线程管理不够高效;当涉及更多并发控制需求时,推荐考虑下面更先进的工具。 ### 2. 利用 `CountDownLatch` 对于已知确切数目的一组线程来说,`CountDownLatch`是非常有用的同步辅助类。你可以初始化一个计数值,在每个线程的任务结束后对其减一,直到达到零为止就会触发特定事件的发生(如释放阻塞)。这使得我们能够轻松地协调多个操作之间的依赖关系而不需要显式地对各个线程做过多处理。 ```java import java.util.concurrent.CountDownLatch; public class LatchExample { private final static int THREAD_COUNT = 5; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { CountDownLatch latch = new CountDownLatch(THREAD_COUNT); for (int i=0; i<THREAD_COUNT ;i++){ new Worker(latch).start(); } // 主线程将在此处暂停,直至latch的count被归零 latch.await(); System.out.println("所有工作者已经完成了他们的任务..."); } static class Worker extends Thread{ private final CountDownLatch latch; Worker(CountDownLatch latch){ this.latch=latch; } @Override public void run(){ try { // 模拟一些耗时的工作... Thread.sleep((long)(Math.random()*100)); // 假设这里是要做的实际工作 System.out.printf("%s 工作完了\n",getName()); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally{latch.countDown();} } } } ``` ### 3. 运用 `ExecutorService` 和 `invokeAll()` 当你有一系列Callable类型的闭包并且想让它们异步执行然后收集结果的时候,`ExecutorService`是一个更好的选择。通过向其中添加一组可调用的任务列表,再调用其提供的`invokeAll()`或类似的方法就可以自动保证所有给定的任务被执行完以后返回包含各任务计算成果的结果集。 以上就是三种常用的方式来确保所有线程
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