【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

最近遇到一个问题需要主线程等待所有的子线程结束，才能开始执行，统计所有的子线程执行结果，返回，网上翻阅各种资料，最后记录一下，找到七种方案

第一种：while循环

对于“等待所有的子线程结束”的问题，最开始想到的是使用while循环进行轮询：

        //开始计时String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);Thread t = new Thread(() -> {//子线程进行字符串连接操作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这两种判断方式都可以while(t.isAlive() == true){end = getTheTimeInMilliseconds();}System.out.println("end = " + end);

但是这样太消耗CPU，所以我在while循环里加入了暂停，让其歇会：

        while(t.isAlive() == true){end = System.currentTimeMillis();try {Thread.sleep(10);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}

这样做的结果虽然cpu消耗减少，但是数据不准确了

第二种：Thread的join()方法

将方法1 中的while循环代码更改如下

        try {t.join();//注意这里} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}

使用join()方法，join()方法的作用，是等待这个线程结束；（t.join()方法阻塞调用此方法的线程，直到线程t完成，此线程再继续）

第三种：synchronized 的等待唤醒机制

第二种方法的确实现了，接着我又想到了多线程的等待唤醒机制，思路是：子线程启动后主线程等待，子线程结束后唤醒主线程。于是有了下面的代码：

        //开始计时String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);Object lock = new Object();Thread t = new Thread(() -> {//子线程进行字符串连接操作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();//主线程等待} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);

但是这样运行结果会抛出两个异常：

由于对wait()和notify()的理解并不是很深刻，所以我最开始并不清楚为什么会出现这样的结果，因为从报错顺序来看子线程并没有提前唤醒，于是我到处翻阅资料，最后得出的结论是调用wait()方法时需要获取该对象的锁，Object文档里是这么说的：

当前线程必须拥有该对象的监视器。如果当前线程不是对象监视器的所有者，抛异常IllegalMonitorStateException。

所以上面的代码需要改成这样：

        //开始计时String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);Object lock = new Object();Thread t = new Thread(() -> {//子线程进行字符串连接操作int num = 1000;String s = "";for (int i = 0; i < num; i++) {s += "Java" + i;}System.out.println("t Over s =" + s);synchronized (lock) {//获取对象锁lock.notify();//子线程唤醒}});t.start();try {synchronized (lock) {//这里也是一样lock.wait();//主线程等待}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);

这样的确得出了结果，但是主线程有可能先wait子线程，在notify，也就是说，如果子线程在主线程wait前，调用了notify，会导致主线程无限等待，所以这个思路还是有一定漏洞的

第四种：CountDownLatch

第四种方式可以等待多个线程结束，就是使用java.util.concurrent包下的CountDownLatch类

简单来说，CountDownLatch类是一个计数器，可以设置初始线程数（设置后不能改变），在子线程结束时调用countDown()方法可以使线程数减一，最终为0的时候，调用CountDownLatch的成员方法wait()的线程就会取消BLOKED阻塞状态，进入RUNNABLE从而继续执行。下面上代码：

        //开始计时String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);int threadNumber = 1;//参数为线程个数final CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(threadNumber);Thread t = new Thread(() -> {//子线程进行字符串连接操作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的线程数-1cdl.countDown();});t.start();try {//需要捕获异常，当其中线程数为0时这里才会继续运行cdl.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);

第五种：Future

又想到线程池，线程池的submit()的返回对象Future接口有一个get()方法也可以阻塞当前线程（其实该方法主要用途是获取子线程的返回值），所以第五种方法也出来了：

        //开始计时String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);Thread t = new Thread(() -> {//子线程进行字符串连接操作int num = 1000;String s = "";for (int i = 0; i < num; i++) {s += "Java" + i;}System.out.println("t Over s =" + s);});//子线程启动Future future = executorService.submit(t);try {future.get();//需要捕获两种异常}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}catch (ExecutionException e){e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);executorService.shutdown();

这里, ThreadPoolExecutor 是实现了 ExecutorService的方法, sumbit的过程就是把一个Runnable接口对象包装成一个 Callable接口对象, 然后放到 workQueue里等待调度执行. 当然, 执行的启动也是调用了thread的start来做到的, 只不过这里被包装掉了. 另外, 这里的thread是会被重复利用的, 所以这里要退出主线程, 需要执行以下shutdown方法以示退出使用线程池. 扯远了.

这种方法是得益于Callable接口和Future模式, 调用future接口的get方法, 会同步等待该future执行结束, 然后获取到结果. Callbale接口的接口方法是 V call(); 是可以有返回结果的, 而Runnable的 void run(), 是没有返回结果的. 所以, 这里即使被包装成Callbale接口, future.get返回的结果也是null的.如果需要得到返回结果, 建议使用Callable接口.

第六种：BlockingQueue

同时，在concurrent包中，还提供了BlockingQueue（队列）来操作线程，BlockingQueue的主要的用法是在线程间安全有效的传递数据，因此，第六种方法也出来了：

        //开始计时String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);//数组型队列，长度为1BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(1);Thread t = new Thread(() -> {//子线程进行字符串连接操作int num = 1000;String s = "";for (int i = 0; i < num; i++) {s += "Java" + i;}System.out.println("t Over s =" + s);try {//在队列中加入数据queue.put("OK");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});t.start();try {queue.take();//主线程在队列中获取数据，take()方法会阻塞队列，ps还有不会阻塞的方法} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);

第七种：CyclicBarrier

第七种方式，还是concurrent包，只不过这次试用CyclicBarrier类：

CyclicBarrier字面意思回环栅栏，通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后，CyclicBarrier可以被重用。

        //开始计时String start = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("start = " + start);//参数为线程数CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2);Thread t = new Thread(() -> {//子线程进行字符串连接操作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,并且当阻塞数量达到指定数目时同时释放} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}String end = getTheTimeInMilliseconds();System.out.println("end = " + end);

实际是上面这种方法是不太严谨的，因为在子线程阻塞之后如果还有代码是会继续执行的，当然本例中后面是没有代码可执行了，可以近似理解为是子线程的运行时间。

问题

扒拉出这么方法都可以实现主线程等待子线程的方法，上个问题：

几万，几十万的数据情况下，只能一条信息一条信息发送，需要优化消费时间

保证每条数据都被消费掉，并且统计所有失败的记录，失败的原因

小弟综合实际写的代码，上demo，求各路大佬指教代码中的缺陷，因为这块不熟，面向百度编程使用的事淋漓尽致，所以老感觉有坑，但是又不知道在哪，贼尴尬

    /*** 业务代码精简版*/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("主线程开始执行…… ……");// 需要统计每个数据的消费结果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<>();// 假装获取了每个数据消费结果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("成功数量" + atomicInteger.get());System.out.println(resultMap);}