java多线程与线程池案例

最新推荐文章于 2024-11-25 21:37:57 发布

吃象的老鼠

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文章标签： java 多线程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_55932015/article/details/115333385

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本文详细介绍了Java中的CountDownLatch和ThreadPoolExecutor的使用，通过实例展示了如何利用它们进行线程同步。文章还讨论了CountDownLatch在实际应用中可能遇到的问题，如异常处理不当可能导致线程阻塞，并给出了修改建议。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1、CountDownLatch：

一个同步工具类，它允许一个或多个线程一直等待，直到其他线程的操作执行完后再执行。

2、ThreadPoolExecutor/ExecutorService：

线程池，使用线程池可以复用线程，降低频繁创建线程造成的性能消耗，同时对线程的创建、启动、停止、销毁等操作更简便。

3、使用场景举例：

年末公司组织团建，要求每一位员工周六上午8点到公司门口集合，统一乘坐公司所租大巴前往目的地。

在这个案例中，公司作为主线程，员工作为子线程。

4、代码示例：


`package` `com.test.thread;`

`import` `java.util.concurrent.CountDownLatch;`

`import` `java.util.concurrent.ExecutorService;`

`import` `java.util.concurrent.Executors;`

`import` `java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;`

`import` `java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;`

`import` `java.util.concurrent.TimeUnit;`

`/**`

`* @author javaloveiphone`

`* @date 创建时间：2017年1月25日 上午10:59:11`

`* @Description:`

`*/`

`public` `class` `Company {`

`public` `static` `void` `main(String[] args)` `throws` `InterruptedException {`

`//员工数量`

`int` `count =` `5``;`

`//创建计数器`

`//构造参数传入的数量值代表的是latch.countDown()调用的次数`

`CountDownLatch latch =` `new` `CountDownLatch(count);`

`//创建线程池，可以通过以下方式创建`

`//ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1,1,60,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(count));`

`ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(count);`

`System.out.println(``"公司发送通知，每一位员工在周六早上8点到公司大门口集合"``);`

`for``(``int` `i =``0``;i<count ;i++){`

`//将子线程添加进线程池执行`

`Thread.sleep(``10``);`

`threadPool.execute(``new` `Employee(latch,i+``1``));`

`}`

`try` `{`

`//阻塞当前线程，直到所有员工到达公司大门口之后才执行`

`latch.await();`

`// 使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断或超出了指定的等待时间。`

`//latch.await(long timeout, TimeUnit unit)`

`System.out.println(``"所有员工已经到达公司大门口，大巴车发动，前往活动目的地。"``);`

`}` `catch` `(InterruptedException e) {`

`e.printStackTrace();`

`}``finally``{`

`//最后关闭线程池，但执行以前提交的任务，不接受新任务`

`threadPool.shutdown();`

`//关闭线程池，停止所有正在执行的活动任务，暂停处理正在等待的任务，并返回等待执行的任务列表。`

`//threadPool.shutdownNow();`

`}`

`}`

`}`

`//分布式工作线程`

`class` `Employee` `implements` `Runnable{`

`private` `CountDownLatch latch;`

`private` `int` `employeeIndex;`

`public` `Employee(CountDownLatch latch,``int` `employeeIndex){`

`this``.latch = latch;`

`this``.employeeIndex = employeeIndex;`

`}`

`@Override`

`public` `void` `run() {`

`try` `{`

`System.out.println(``"员工："``+employeeIndex+``"，正在前往公司大门口集合..."``);`

`Thread.sleep(``10``);`

`System.out.println(``"员工："``+employeeIndex+``"，已到达。"``);`

`}` `catch` `(Exception e) {`

`e.printStackTrace();`

`}``finally``{`

`//当前计算工作已结束，计数器减一`

`latch.countDown();`

`try` `{`

`Thread.sleep(``10``);`

`}` `catch` `(InterruptedException e) {`

`e.printStackTrace();`

`}`

`//执行coutDown()之后，继续执行自己的工作，不受主线程的影响`

`System.out.println(``"员工："``+employeeIndex+``"，吃饭、喝水、拍照。"``);`

`}`

`}`

`}`

打印输出结果如下：

`公司发送通知，每一位员工在周六早上``8``点到公司大门口集合`

`员工：``1``，正在前往公司大门口集合...`

`员工：``1``，已到达。`

`员工：``2``，正在前往公司大门口集合...`

`员工：``2``，已到达。`

`员工：``1``，吃饭、喝水、拍照。`

`员工：``3``，正在前往公司大门口集合...`

`员工：``2``，吃饭、喝水、拍照。`

`员工：``3``，已到达。`

`员工：``4``，正在前往公司大门口集合...`

`员工：``3``，吃饭、喝水、拍照。`

`员工：``4``，已到达。`

`员工：``5``，正在前往公司大门口集合...`

`员工：``4``，吃饭、喝水、拍照。`

`员工：``5``，已到达。`

`所有员工已经到达公司大门口，大巴车发动，前往活动目的地。`

`员工：``5``，吃饭、喝水、拍照。`

注意：

每一个员工到达之后，执行countDown()方法，直到所有员工到达之后，计数器为0，主线程才会继续执行。

但子线程执行了countDown()方法，之后会继续自己的工作，比如上面的【吃饭、喝水、拍照】，是不受主线程是否阻塞、其它线程是否已经执行countDown()方法的影响的。

5、CountDownLatch与CyclicBarrier的对比可以看：

补充：CountDownLatch踩过的坑

线上生产环境dubbo报线程池满了，经过一天排查锁定在开三个线程计算最后合并数据的步骤中。简单描述下该步骤线程开三个调用三个不同的方法使用countdownlatch 计数器等待三个方法全部执行完成合并数据。

但是由于其中一个方法调用第三方接口，接口返回异常导致转换数据报错。导致其中一个方法未正常完成。

举例demo：

`public` `static` `void` `main(String[] args) {`

`ExecutorService executorService =Executors.newFixedThreadPool(``3``);`

`CountDownLatch cdl =` `new` `CountDownLatch(``3``);`

`executorService.execute(``new` `Runnable() {`

`@Override`

`public` `void` `run() {`

`/*try {`

`function1();`

`} catch (Exception e) {`

`//异常处理`

`e.printStackTrace();`

`}`

`finally {`

`cdl.countDown();`

`}*/`

`function1();`

`}`

`});`

`executorService.execute(``new` `Runnable() {`

`@Override`

`public` `void` `run() {`

`function2();`

`cdl.countDown();`

`}`

`});`

`executorService.execute(``new` `Runnable() {`

`@Override`

`public` `void` `run() {`

`function3();`

`cdl.countDown();`

`}`

`});`

`try` `{`

`cdl.await();`

`//cdl.await(20,TimeUnit.SECONDS);`

`System.out.println(``"三个执行线程结束"``);`

`}` `catch` `(InterruptedException e) {`

`e.printStackTrace();`

`System.out.println(``"执行线程异常"``);`

`}`

`finally` `{`

`executorService.shutdown();`

`System.out.println(``"执行线程关闭"``);`

`}`

`}`

`private` `static` `void` `function1(){`

`int` `i =` `10``/``0``;`

`System.out.println(``"方法一"``);`

`}`

`private` `static` `void` `function2(){`

`System.out.println(``"方法二"``);`

`}`

`private` `static` `void` `function3(){`

`System.out.println(``"方法三"``);`

`}`

方法一抛出异常，但是没有做异常处理导致不会执行线程关闭步骤，是不是和想象中不一样，一开始我也是懵，看了一下CountDownLatch原理就很好理解了，

“CountDownLatch是通过一个计数器来实现的，计数器的初始化值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后，计数器的值就相应得减1。当计数器到达0时，表示所有的线程都已完成任务，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务。”【1】

举一个现实中例子就是：CountDownLatch 就像跑步比赛中的裁判，三个方法就是就是三位运动员，运动员2,3都已经到达终点，但是运动员1摔倒了，动不了。裁判员只看到两位运动员到达终点不能宣布比赛结束，所以一直等。。。

就像这样的场景导致线上service执行线程阻塞，接口调用次数累计导致dubbo线程满了（跟dubbo线程模型有关，有时间具体谈谈这一点）

知道原因了，就要考虑怎么修改

比赛不能无限期等，所以比赛必须在有限时间内结束，所以使用


`public` `boolean` `await(``long` `timeout, TimeUnit unit)`

`throws` `InterruptedException {`

`return` `sync.tryAcquireSharedNanos(``1``, unit.toNanos(timeout));`

`}`

线程内部也许要增加异常处理

`executorService.execute(``new` `Runnable() {`

`@Override`

`public` `void` `run() {`

`try` `{`

`function1();`

`}` `catch` `(Exception e) {`

`//异常处理`

`e.printStackTrace();`

`}`

`finally` `{`

`cdl.countDown();`

`}`

`// function1();`

`}`

`});`

修改后demo

`public` `static` `void` `main(String[] args) {`

`ExecutorService executorService =Executors.newFixedThreadPool(``3``);`

`CountDownLatch cdl =` `new` `CountDownLatch(``3``);`

`executorService.execute(``new` `Runnable() {`

`@Override`

`public` `void` `run() {`

`try` `{`

`function1();`

`}` `catch` `(Exception e) {`

`//异常处理`

`e.printStackTrace();`

`}`

`finally` `{`

`cdl.countDown();`

`}`

`// function1();`

`}`

`});`

`executorService.execute(``new` `Runnable() {`

`@Override`

`public` `void` `run() {`

`function2();`

`cdl.countDown();`

`}`

`});`

`executorService.execute(``new` `Runnable() {`

`@Override`

`public` `void` `run() {`

`function3();`

`cdl.countDown();`

`}`

`});`

`try` `{`

`// cdl.await();`

`cdl.await(``20``,TimeUnit.SECONDS);`

`System.out.println(``"三个执行线程结束"``);`

`}` `catch` `(InterruptedException e) {`

`e.printStackTrace();`

`System.out.println(``"执行线程异常"``);`

`}`

`finally` `{`

`executorService.shutdown();`

`System.out.println(``"执行线程关闭"``);`

`}`

`}`

`private` `static` `void` `function1(){`

`int` `i =` `10``/``0``;`

`System.out.println(``"方法一"``);`

`}`

`private` `static` `void` `function2(){`

`System.out.println(``"方法二"``);`

`}`

`private` `static` `void` `function3(){`

`System.out.println(``"方法三"``);`

`}`