5种方法,教你判断线程池是否全部完成

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概述

最近写小玩具的时候用到了 CountDownLatch 计数器,然后顺便想了想判断线程池全部结束有多少种方法。

在网上搜了下,可能有些没找到,但是我找到的有(所有方法都是在 ThreadPoolExecutor 线程池方法下测试的):

  • isTerminated() 判断方式,在执行 shutdown() ,关闭线程池后,判断是否所有任务已经完成。
  • ThreadPoolExecutor 的 getCompletedTaskCount() 方法,判断完成任务数和全部任务数是否相等。
  • CountDownLatch 计数器,使用闭锁计数来判断是否全部完成。
  • 手动维护一个公共计数 ,原理和闭锁类似,就是更加灵活。
  • 使用 submit 向线程池提交任务,Future 判断任务执行状态。

好嘞,现在开始一个一个介绍优缺点和简要原理;

先创建一个 static 线程池,后面好几个例子就不一一创建了,全部用这个就行了:

/**
 * 创建一个最大线程数是20的线程池
 */

public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
     10200L,
     TimeUnit.MILLISECONDS,
     new LinkedBlockingQueue<>());

然后再准备一个通用的睡眠方法:

/**
 * 线程执行方法,随机等待0到10秒
 */

private static void sleepMtehod(int index){
    try {
        long sleepTime = new Double(Math.random() * 10000).longValue();
        Thread.sleep(sleepTime);
        System.out.println("当前线程执行结束: " + index);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

这个方法就是为了测试的时候区分线程执行完毕的下顺序而已。

好嘞,准备完毕,现在开始。

isTerminated 方式

首先贴上测试代码:

private static void shutdownTest() throws Exception {
    for (int i = 0; i < 30; i++) {
        int index = i;
        pool.execute(() -> sleepMtehod(index));
    }
    pool.shutdown();
    while (!pool.isTerminated()){
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("还没停止。。。");
    }
    System.out.println("全部执行完毕");
}

这一种方式就是在主线程中进行循环判断,全部任务是否已经完成。

这里有两个主要方法:

  • shutdown() :启动有序关闭,其中先前提交的任务将被执行,但不会接受任何新任务。如果已经关闭,调用没有额外的作用。

  • isTerminated() :如果所有任务在关闭后完成,则返回true。请注意, isTerminated 从不是 true,除非 shutdown 或 shutdownNow 先被执行。

通俗点讲,就是在执行全部任务后,对线程池进行 shutdown() 有序关闭,然后循环判断 isTerminated() ,线程池是否全部完成。

  • 优点 :操作简单,代码更加简单。

  • 缺点 :需要关闭线程池。一般我在代码中都是将线程池注入到 Spring 容器,然后各个组件中统一用同一个,当然不能关闭。

类似方法扩展:

  • shutdownNow() :尝试停止所有主动执行的任务,停止等待任务的处理,并返回正在等待执行的任务列表。从此方法返回时,这些任务将从任务队列中删除。通过 Thread.interrupt() 取消任务。

  • isShutdown() :如果线程池已关闭,则返回 true 。

  • isTerminating() :如果在 shutdown() 或 shutdownNow() 之后终止 ,但尚未完全终止,则返回true。

  • waitTermination(long timeout, TimeUnit unit) :当前线程阻塞,直到等所有已提交的任务(包括正在跑的和队列中等待的)执行完,或者等超时时间到,或者线程被中断抛出异常;全部执行完返回true,超时返回false。也可以用这个方法代替 isTerminated() 进行判断 。

getCompletedTaskCount

还是一样,贴上代码:

private static void taskCountTest() throws Exception {
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> sleepMtehod(index));
        }
        //当线程池完成的线程数等于线程池中的总线程数
        while (!(pool.getTaskCount() == pool.getCompletedTaskCount())) {
            System.out.println("任务总数:" + pool.getTaskCount() + "; 已经完成任务数:" + pool.getCompletedTaskCount());
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("还没停止。。。");
        }
        System.out.println("全部执行完毕");
    }

还是一样在主线程循环判断,主要就两个方法:

  • getTaskCount() :返回计划执行的任务总数。由于任务和线程的状态可能在计算过程中动态变化,因此返回的值只是一个近似值。
  • getCompletedTaskCount() :返回完成执行的任务的大致总数。因为任务和线程的状态可能在计算过程中动态地改变,所以返回的值只是一个近似值,但是在连续的调用中并不会减少。

这个好理解,总任务数等于已完成任务数,就表示全部执行完毕。

  • 优点 :完全使用了 ThreadPoolExecutor 提供的方法,并且不必关闭线程池,避免了创建和销毁带来的损耗。

  • 缺点 :上面的解释也看到了,使用这种判断存在很大的限制条件;必须确定,在循环判断过程中,没有新的任务产生。差不多意思就是,这个线程池只能在这条线程中使用。

其他 :

最后扯两句,因为我用 main 方法运行的,跑完后 main 没有结束,是因为非守护线程如果不终止,程序是不会结束的。而线程池 Worker 线程里写了一个死循环,而且被设置成了非守护线程。

CountDownLatch 计数器

这种方法是我比较常用的方法,先看代码:

private static void countDownLatchTest() throws Exception {
     //计数器,判断线程是否执行结束
     CountDownLatch taskLatch = new CountDownLatch(30);
     for (int i = 0; i < 30; i++) {
         int index = i;
         pool.execute(() -> {
             sleepMtehod(index);
             taskLatch.countDown();
             System.out.println("当前计数器数量:" + taskLatch.getCount());
         });
     }
     //当前线程阻塞,等待计数器置为0
     taskLatch.await();
     System.out.println("全部执行完毕");
 }

这种方法,呃,应该是看起来比较高级的,我也不知道别的大佬怎么写的,反正我就用这个。

这个方法需要介绍下这个工具类 CountDownLatch 。先把这种方式的优缺点写了,后面再详细介绍这个类。

  • 优点 :代码优雅,不需要对线程池进行操作,将线程池作为 Bean 的情况下有很好的使用场景。

  • 缺点 :需要提前知道线程数量;性能确实,呃呃呃呃呃,差了点。哦对了,还需要在线程代码块内加上异常判断,否则在 countDown 之前发生异常而没有处理,就会导致主线程永远阻塞在 await。

CountDownLatch 概述

CountDownLatch 是 JDK 提供的一个同步工具,它可以让一个或多个线程等待,一直等到其他线程中执行完成一组操作。

常用的方法有 countDown 方法和 await 方法,CountDownLatch 在初始化时,需要指定用给定一个整数作为计数器。

当调用 countDown 方法时,计数器会被减1;当调用 await 方法时,如果计数器大于0时,线程会被阻塞,一直到计数器被 countDown 方法减到0时,线程才会继续执行。

计数器是无法重置的,当计数器被减到0时,调用 await 方法都会直接返回。

维护一个公共计数

这种方式其实和 CountDownLatch 原理类似。

先维护一个静态变量

private static int taskNum = 0;

然后在线程任务结束时,进行静态变量操作:

private static void staticCountTest() throws Exception {
     Lock lock = new ReentrantLock();
     for (int i = 0; i < 30; i++) {
         int index = i;
         pool.execute(() -> {
             sleepMtehod(index);
             lock.lock();
             taskNum++;
             lock.unlock();
         });
     }
     while(taskNum < 30) {
         Thread.sleep(1000);
         System.out.println("还没停止。。。当前完成任务数:" + taskNum);
     }
     System.out.println("全部执行完毕");
 }

其实就是加锁计数,循环判断。

  • 优点 :手动维护方式更加灵活,对于一些特殊场景可以手动处理。

  • 缺点 :和 CountDownLatch 相比,一样需要知道线程数目,但是代码实现比较麻烦,相对于灵活这一个优势,貌似投入产出并不对等。

Future 判断任务执行状态

Future 是用来装载线程结果的,不过,用这个来进行判断写代码总感觉怪怪的。

因为 Future 只能装载一条线程的返回结果,多条线程总不能用 List 在接收 Future 。

这里就开一个线程做个演示:

private static void futureTest() throws Exception {
    Future<?> future = pool.submit(() -> sleepMtehod(1));
    while (!future.isDone()){
        Thread.sleep(500);
        System.out.println("还没停止。。。");
    }
    System.out.println("全部执行完毕");
}

这种方式就不写优缺点了,因为 Future 的主要使用场景并不是用于判断任务执行状态。

来源:https://blog.csdn.net/m0_46144826

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原文始发于微信公众号(Java笔记虾):5种方法,教你判断线程池是否全部完成