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for循环内线程池并发执行任务，等到子线程全部处理完任务，主线程在执行java的实现方式

article 2024/12/29 9:35:14

for循环内线程池并发执行任务，等到子线程全部处理完任务，主线程在执行

方式一使用 CountDownLatch

在 Java 中，您可以使用 CountDownLatch 来实现主线程等待子线程执行完成的功能。CountDownLatch 是一个同步工具类，它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。

具体来说，您可以在每个子线程中创建一个 CountDownLatch 对象，并将计数器初始化为 1。当子线程处理完任务后，调用 CountDownLatch.countDown() 方法，将计数器减 1。在主线程中，调用 CountDownLatch.await() 方法阻塞等待所有子线程的任务执行完毕，直到计数器减为 0 才继续执行后续代码。

以下是一个简单的示例代码：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); // 创建拥有 5 个线程的线程池

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5); // 创建计数器，初始值为 5

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    executor.submit(() -> {
        // 子线程处理任务
        doTask();

        latch.countDown(); // 计数器减 1
    });
}

try {
    latch.await(); // 等待所有子线程的任务执行完毕
} catch (InterruptedException e) {
    // 处理中断异常
}

// 所有子线程的任务都已经执行完毕，执行主线程的代码
doSomethingElse();

请注意，在实际应用中，您还需要考虑线程安全、并发访问等问题，并在代码中正确处理异常。例如，在子线程处理任务时，可能需要使用锁或其他同步机制来保护共享资源的访问；在主线程等待子线程执行完毕时，可能需要处理 InterruptedException 异常等异常情况。

方式二使用 ExecutorService 的 invokeAll() 方法

如果您不想使用 CountDownLatch，还有其他方法可以实现主线程等待子线程任务执行完毕的功能。以下是一些常见的方式：

使用 ExecutorService 的 invokeAll() 方法
ExecutorService 中的 invokeAll() 方法可以提交多个 Callable 或 Runnable 任务，并阻塞等待所有任务完成。该方法返回一个 Future 对象列表，可以通过遍历列表获取各个子线程处理任务后的结果。

以下是一个使用 invokeAll() 方法的示例代码

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); // 创建拥有 5 个线程的线程池

List<Callable<Void>> tasks = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    tasks.add(() -> {
        // 子线程处理任务
        doTask();
        return null;
    });
}

executor.invokeAll(tasks); // 等待所有子线程的任务执行完毕

// 所有子线程的任务都已经执行完毕，执行主线程的代码
doSomethingElse();

方式三使用 CompletableFuture 的 allOf() 方法

Java 8 中引入了 CompletableFuture 类，它提供了一系列基于回调函数的异步编程方法，可以方便地实现多线程任务的并发执行和结果组合。其中，allOf() 方法可以用于等待所有 CompletableFuture 对象的计算结果。

以下是一个使用 CompletableFuture 的 allOf() 方法的示例代码：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); // 创建拥有 5 个线程的线程池

List<CompletableFuture<Void>> futures = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
        // 子线程处理任务
        doTask();
    }, executor);
    futures.add(future);
}

CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[0])).join(); // 等待所有子线程的任务执行完毕

// 所有子线程的任务都已经执行完毕，执行主线程的代码
doSomethingElse();

请注意，在使用以上方法时，仍然需要考虑线程安全、并发访问等问题，并在代码中正确处理异常。

方式四

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    5, // corePoolSize
    5, // maximumPoolSize
    0L, TimeUnit.MILLISECONDS, // keepAliveTime, unit
    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); // workQueue

AtomicInteger count = new AtomicInteger(5); // 计数器，初始值为 5

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    executor.execute(() -> {
        // 子线程处理任务
        doTask();

        count.decrementAndGet(); // 计数器减 1
    });
}

while (count.get() > 0) {
    Thread.sleep(100); // 等待一段时间，避免空转浪费 CPU 资源
}

// 所有子线程的任务都已经执行完毕，执行主线程的代码
doSomethingElse();

在上述代码中，我们创建了一个 ThreadPoolExecutor 对象，然后通过 AtomicInteger 实现了一个计数器，初始值为 5。在每个子线程执行完任务后，计数器的值减 1。在主线程中使用 while 循环检查计数器是否为 0，如果未达到目标，则阻塞等待一段时间，避免空转浪费 CPU 资源。当计数器减为 0 时，所有子线程的任务都已经执行完毕，主线程可以执行后续代码。

请注意，在使用自定义线程池时，需要考虑线程安全、并发访问等问题，并在代码中正确处理异常。例如，在子线程处理任务时，可能需要使用锁或其他同步机制来保护共享资源的访问；在主线程等待子线程执行完毕时，可能需要处理 InterruptedException 异常等异常情况。

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