无论是在项目开发中,还是行完在面试中过程中,总会被问到或使用到并发编程来完成项目中的何判某个功能。
例如某个复杂的断线查询,无法使用一个查询语句来完成此功能,程池此时我们就需要执行多个查询语句,任务然后再将各自查询的已执结果,组装之后返回给前端了,行完那么这种场景下,何判我们就必须使用线程池来进行并发查询了。断线
PS:磊哥做的最复杂的查询,总共关联了 21 张表,在和产品及需求方的沟通多次沟通下,才将查询的业务从 21 张表,降到了至少要查询 12 张表(非常难搞),那么这种场景下是无法使用一个查询语句来实现的,那么并发查询是必须要给安排上的。
线程池的使用并不复杂,麻烦的是如何判断线程池中的任务已经全部执行完了?因为我们要等所有任务都执行完之后,才能进行数据的组装和返回,所以接下来,我们就来看如何判断线程中的任务是否已经全部执行完?
判断线程池中的任务是否执行完的方法有很多,比如以下几个:
具体实现代码如下。
通过判断线程池中的计划执行任务数和已完成任务数,来判断线程池是否已经全部执行完,如果计划执行任务数=已完成任务数,那么线程池的任务就全部执行完了,否则就未执行完。示例代码如下:
private static void isCompletedByTaskCount(ThreadPoolExecutor threadPool) { while (threadPool.getTaskCount() != threadPool.getCompletedTaskCount()) { }}
以上程序执行结果如下:
此判断方法的缺点是 getTaskCount() 和 getCompletedTaskCount() 返回的是一个近似值,因为线程池中的任务和线程的状态可能在计算过程中动态变化,所以它们两个返回的都是一个近似值。
FutrueTask 的优势是任务判断精准,调用每个 FutrueTask 的 get 方法就是等待该任务执行完,如下代码所示:
import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.FutureTask;/** * 使用 FutrueTask 等待线程池执行完全部任务 */public class FutureTaskDemo { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { // 创建一个固定大小的线程池 ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3); // 创建任务 FutureTask<Integer> task1 = new FutureTask<>(() -> { System.out.println("Task 1 start"); Thread.sleep(2000); System.out.println("Task 1 end"); return 1; }); FutureTask<Integer> task2 = new FutureTask<>(() -> { System.out.println("Task 2 start"); Thread.sleep(3000); System.out.println("Task 2 end"); return 2; }); FutureTask<Integer> task3 = new FutureTask<>(() -> { System.out.println("Task 3 start"); Thread.sleep(1500); System.out.println("Task 3 end"); return 3; }); // 提交三个任务给线程池 executor.submit(task1); executor.submit(task2); executor.submit(task3); // 等待所有任务执行完毕并获取结果 int result1 = task1.get(); int result2 = task2.get(); int result3 = task3.get(); System.out.println("Do main thread."); }}
以上程序的执行结果如下:
CountDownLatch 和 CyclicBarrier 类似,都是等待所有任务到达某个点之后,再进行后续的操作,如下图所示:
CountDownLatch 使用的示例代码如下:
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 创建线程池 ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 20, 0, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(1024)); final int taskCount = 5; // 任务总数 // 单次计数器 CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(taskCount); // ① // 添加任务 for (int i = 0; i < taskCount; i++) { final int finalI = i; threadPool.submit(new Runnable() { @Override public void run() { try { // 随机休眠 0-4s int sleepTime = new Random().nextInt(5); TimeUnit.SECONDS.sleep(sleepTime); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(String.format("任务%d执行完成", finalI)); // 线程执行完,计数器 -1 countDownLatch.countDown(); // ② } }); } // 阻塞等待线程池任务执行完 countDownLatch.await(); // ③ // 线程池执行完 System.out.println(); System.out.println("线程池任务执行完成!");}
代码说明:以上代码中标识为 ①、②、③ 的代码行是核心实现代码,其中:① 是声明一个包含了 5 个任务的计数器;② 是每个任务执行完之后计数器 -1;③ 是阻塞等待计数器 CountDownLatch 减为 0,表示任务都执行完了,可以执行 await 方法后面的业务代码了。
以上程序的执行结果如下:
CountDownLatch 缺点是计数器只能使用一次,CountDownLatch 创建之后不能被重复使用。CyclicBarrier 和 CountDownLatch 类似,它可以理解为一个可以重复使用的循环计数器,CyclicBarrier 可以调用 reset 方法将自己重置到初始状态,CyclicBarrier 具体实现代码如下:
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 创建线程池 ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 20, 0, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(1024)); final int taskCount = 5; // 任务总数 // 循环计数器 ① CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(taskCount, new Runnable() { @Override public void run() { // 线程池执行完 System.out.println(); System.out.println("线程池所有任务已执行完!"); } }); // 添加任务 for (int i = 0; i < taskCount; i++) { final int finalI = i; threadPool.submit(new Runnable() { @Override public void run() { try { // 随机休眠 0-4s int sleepTime = new Random().nextInt(5); TimeUnit.SECONDS.sleep(sleepTime); System.out.println(String.format("任务%d执行完成", finalI)); // 线程执行完 cyclicBarrier.await(); // ② } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } } }); }}
以上程序的执行结果如下:
CyclicBarrier 有 3 个重要的方法:
优缺点分析CyclicBarrier 从设计的复杂度到使用的复杂度都高于 CountDownLatch,相比于 CountDownLatch 来说它的优点是可以重复使用(只需调用 reset 就能恢复到初始状态),缺点是使用难度较高。
在实现判断线程池任务是否执行完成的方案中,通过统计线程池执行完任务的方式(实现方法 1),以及实现方法 3(CountDownLatch 或 CyclicBarrier)等统计,都是“不记名”的,只关注数量,不关注(具体)对象,所以这些方式都有可能受到外界代码的影响,因此使用 FutureTask 等待具体任务执行完的方式是最推荐的判断方法。
责任编辑:姜华 来源: Java中文社群 线程池项目开发(责任编辑:娱乐)
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