java并发编程学习：如何等待多个线程执行完成后再继续后续处理(synchronized、join、FutureTask、CyclicBarrier)
多线程应用中，经常会遇到这种场景：后面的处理，依赖前面的N个线程的处理结果，必须等前面的线程执行完毕后，后面的代码才允许执行。
在我不知道CyclicBarrier之前，最容易想到的就是放置一个公用的static变量，假如有10个线程，每个线程处理完上去累加下结果，然后后面用一个死循环(或类似线程阻塞的方法)，去数这个结果，达到10个，说明大家都爽完了，可以进行后续的事情了，这个想法虽然土鳖，但是基本上跟语言无关，几乎所有主流编程语言都支持。
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package yjmyzz.test;public class ThreadLockTest { public static int flag = 0;//公用变量 public static void main(String[] args) throws Exception { ThreadLockTest testObj = new ThreadLockTest(); final int threadNum = 10; for (int i = 0; i < threadNum; i++) { new Thread(new MyRunable(i, testObj)).start(); } while (true) { if (testObj.flag >= threadNum) { System.out.println("-----------\n所有thread执行完成！"); break; } Thread.sleep(10); } } static class MyRunable implements Runnable { int _i = 0; ThreadLockTest _test; public MyRunable(int i, ThreadLockTest test) { this._i = i; this._test = test; } @Override public void run() { try { Thread.sleep((long) (Math.random() * 10)); System.out.println("thread " + _i + " done"); //利用synchronized获得同步锁 synchronized (_test) { _test.flag += 1; } System.out.println("thread " + _i + " => " + _test.flag);//测试用 } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }} |
输出结果：
thread 0 done
thread 0 => 1
thread 9 done
thread 9 => 2
thread 1 done
thread 1 => 3
thread 3 done
thread 3 => 4
thread 7 done
thread 7 => 5
thread 6 done
thread 6 => 6
thread 2 done
thread 2 => 7
thread 4 done
thread 4 => 8
thread 8 done
thread 8 => 9
thread 5 done
thread 5 => 10
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所有thread执行完成！
除了这个方法，还可以借助FutureTask，达到类似的效果，其get方法会阻塞线程，等到该异步处理完成。缺点就是，FutureTask调用的是Callable，必须要有返回值，所以就算你不想要返回值，也得返回点啥
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package yjmyzz.test;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.FutureTask;public class FutureTaskTest { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { FutureTask<String>[] tasks = new FutureTask[10]; for (int i = 0; i < tasks.length; i++) { final int j = i; tasks[i] = new FutureTask<String>(new Callable<String>() { @Override public String call() throws Exception { Thread.sleep((long) (Math.random() * 100)); return "task" + j + " done"; } }); new Thread(tasks[i]).start(); } for (int i = 0; i < tasks.length; i++) { System.out.println(tasks[i].get());//依次等待所有task执行完毕 } System.out.println("-----------\n所有task执行完成！"); }} |
执行结果：
task0 done
task1 done
task2 done
task3 done
task4 done
task5 done
task6 done
task7 done
task8 done
task9 done
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所有task执行完成！
此外，Thread的Join方法也可以实现类似的效果，主要代码如下：
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public static void main(String[] args) throws Exception { final int threadNum = 10; Thread[] threads = new Thread[threadNum]; for (int i = 0; i < threadNum; i++) { threads[i] = new Thread(new MyRunable(i)); threads[i].start(); } for (int i = 0; i < threadNum; i++) { threads[i].join(); } System.out.println("-----------\n所有thread执行完成！");} |
当然，这个需求最“正统”的解法应该是使用CyclicBarrier，它可以设置一个所谓的“屏障点”(或称集合点)，好比在一项团队活动中，每个人都是一个线程，但是规定某一项任务开始前，所有人必须先到达集合点，集合完成后，才能继续后面的任务。
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package yjmyzz.test;import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class ThreadTest { public static void main(String[] args) throws Exception { final int threadNum = 10; CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(threadNum + 1);//注意：10个子线程 + 1个主线程 for (int i = 0; i < threadNum; i++) { new Thread(new MyRunable(cb, i)).start(); } cb.await(); System.out.println("-----------\n所有thread执行完成！"); } static class MyRunable implements Runnable { CyclicBarrier _cb; int _i = 0; public MyRunable(CyclicBarrier cb, int i) { this._cb = cb; this._i = i; } @Override public void run() { try { Thread.sleep((long) (Math.random() * 100)); System.out.println("thread " + _i + " done，正在等候其它线程完成..."); _cb.await(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }} |
thread 9 done，正在等候其它线程完成...
thread 5 done，正在等候其它线程完成...
thread 0 done，正在等候其它线程完成...
thread 6 done，正在等候其它线程完成...
thread 4 done，正在等候其它线程完成...
thread 2 done，正在等候其它线程完成...
thread 3 done，正在等候其它线程完成...
thread 8 done，正在等候其它线程完成...
thread 7 done，正在等候其它线程完成...
thread 1 done，正在等候其它线程完成...
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所有thread执行完成！
参考文章：
http://ifeve.com/concurrency-cyclicbarrier/
http://ifeve.com/thread-synchronization-utilities-5/
http://ifeve.com/semaphore-countdownlatch-cyclicbarrier-phaser-exchanger-in-java/
