最近遇到多線程編程里面一個常見的問題：“如何讓主線程在全部子線程執(zhí)行完畢后再繼續(xù)執(zhí)行？”熙尉。經(jīng)過一番查找和實踐后就整理了幾種常見的實現(xiàn)方式
方法一：主線程sleep
主線程等待子線程執(zhí)行完最簡單的方式當(dāng)然是在主線程中Sleep一段時間，這種方式最簡單盆色，我們先看下實現(xiàn)
private static class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(String.format("%s %s was finished", DateUtils.format(new Date(), "hh:mm:ss:SSS"), getName()));
}
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(String.format("%s I was main and I'm started", DateUtils.format(new Date(), "hh:mm:ss:SSS")));
for (int i = 0; i < 10; i++) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
}
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(String.format("%s I was main and I'm finished", DateUtils.format(new Date(), "hh:mm:ss:SSS")));
}
但這種方式有個非常大的弊端：無法準(zhǔn)確地預(yù)估全部子線程執(zhí)行完畢的時間煤禽。時間太久，主線程就需要空等秧饮；時間太短，子線程又可能沒有全部執(zhí)行完畢泽篮。
方法二：子線程join
那么另外一種方式就是使用線程的Join()方法來實現(xiàn)主線程的等候盗尸，我們還是先來看下實現(xiàn)代碼
//此處省略MyThread代碼，同上
public static void main(String[] args) {
System.out.println(String.format("%s I was main and I'm started", DateUtils.format(new Date(), "hh:mm:ss:SSS")));
List<Thread> threads = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
threads.add(myThread);
}
for (Thread thread : threads) {
try {
thread.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(String.format("%s I was main and I'm finished", DateUtils.format(new Date(), "hh:mm:ss:SSS")));
}
可以看到我們在全部子線程開始執(zhí)行后帽撑，又在主線程中執(zhí)行全部子線程的join方法泼各，那么主線程會等待全部子線程執(zhí)行完畢后繼續(xù)往下執(zhí)行。這里放上Java 7 Concurrency Cookbook對join方法的定義亏拉，個人認(rèn)為比JDK中定義更準(zhǔn)確扣蜻。
join() method suspends the execution of the calling thread until the object called finishes its execution.
我們看下join方法的源碼
public final void join() throws InterruptedException {
join(0);
}
public final synchronized void join(long millis)
throws InterruptedException {
long base = System.currentTimeMillis();
long now = 0;
if (millis < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (millis == 0) {
while (isAlive()) {
wait(0);
}
} else {
while (isAlive()) {
long delay = millis - now;
if (delay <= 0) {
break;
}
wait(delay);
now = System.currentTimeMillis() - base;
}
}
}
可以看到逆巍，如果join的參數(shù)為0，那么主線程會一直判斷自己是否存活莽使，如果主線程存活锐极，則調(diào)用主線程的wait()方法，那么我們繼續(xù)看下wait方法的定義
/**
* Causes the current thread to wait until either another thread invokes the
* {@link java.lang.Object#notify()} method or the
* {@link java.lang.Object#notifyAll()} method for this object, or a
* specified amount of time has elapsed.
*/
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
大概意思是說wait(0)會使主線程進(jìn)入睡眠狀態(tài)芳肌，直到調(diào)用join方法的線程（簡稱t線程灵再，下同）執(zhí)行完畢后調(diào)用notify()或notifyAll()將其喚醒。注意這個地方有幾點需要特別說明：
代碼中沒有顯示調(diào)用notify或notifyAll的地方亿笤，這個喚醒操作其實是由于Java虛擬機在線程執(zhí)行完畢后所做的
主線程需要獲得t線程的對象鎖（wait 意味著拿到該對象的鎖）翎迁，然后進(jìn)入睡眠狀態(tài)
由于每個子線程都執(zhí)行了join方法，所以主線程需要等待全部子線程執(zhí)行完畢后才能被喚醒
方法三：使用CountDownLatch
另外我們還可以使用java.util.concurrent包里的CountDownLatch净薛，初始設(shè)置和子線程個數(shù)相同的計數(shù)器汪榔，子線程執(zhí)行完畢后計數(shù)器減1，直到全部子線程執(zhí)行完畢肃拜。注意countDownLatch不可能重新初始化或者修改CountDownLatch對象內(nèi)部計數(shù)器的值揍异，一個線程調(diào)用countdown方法happen-before另外一個線程調(diào)用await方法
private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
public static void main(String[] args) {
System.out.println(String.format("%s I was main and I'm started", DateUtils.format(new Date(), "hh:mm:ss:SSS")));
for (int i = 0; i < 10; i++) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
}
try {
latch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(String.format("%s I was main and I'm finished", DateUtils.format(new Date(), "hh:mm:ss:SSS")));
}
關(guān)于CountDownLatch的具體實現(xiàn)這里不再詳細(xì)展開，如有興趣可以戳這里爆班，我們目前只需要直到await會使主線程阻塞直到計數(shù)器清零即可
方法四：使用CycleBarrier
另外還可以使用CycleBarrier實現(xiàn)主線程等待。CyclicBarrier 的字面意思是可循環(huán)使用（Cyclic）的屏障（Barrier）辱姨。它要做的事情是柿菩，讓一組線程到達(dá)一個屏障（也可以叫同步點）時被阻塞，直到最后一個線程到達(dá)屏障時雨涛，屏障才會開門枢舶，所有被屏障攔截的線程才會繼續(xù)干活。CyclicBarrier默認(rèn)的構(gòu)造方法是CyclicBarrier(int parties)替久，其參數(shù)表示屏障攔截的線程數(shù)量凉泄，每個線程調(diào)用await方法告訴CyclicBarrier我已經(jīng)到達(dá)了屏障，然后當(dāng)前線程被阻塞蚯根。
我們看下實現(xiàn)代碼
private static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10);
private static class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(String.format("%s %s was finished", DateUtils.format(new Date(), "hh:mm:ss:SSS"), getName()));
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) throws BrokenBarrierException {
System.out.println(String.format("%s I was main and I'm started", DateUtils.format(new Date(), "hh:mm:ss:SSS")));
for (int i = 0; i < 10; i++) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
}
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(String.format("%s I was main and I'm finished", DateUtils.format(new Date(), "hh:mm:ss:SSS")));
}
看完方法三和方法四后众，有人就要問了：“CountDownLatch和CyclicBarrier都能夠?qū)崿F(xiàn)線程之間的等待，這兩種方式有什么區(qū)別”颅拦。別急蒂誉，下面就來講下他們的區(qū)別
CountDownLatch一般用于某個線程A等待若干個其他線程執(zhí)行完任務(wù)之后，它才執(zhí)行距帅，而CyclicBarrier一般用于一組線程互相等待至某個狀態(tài)右锨，然后這一組線程再同時執(zhí)行；
CountDownLatch是不能夠重用的碌秸，而CyclicBarrier是可以重用的(reset)绍移。
執(zhí)行結(jié)果
由于四種方式的執(zhí)行結(jié)果大同小異悄窃，我們這里就放出兩種同步和異步的執(zhí)行結(jié)果
同步執(zhí)行結(jié)果
異步執(zhí)行結(jié)果
