等待多线程完成的CountDownLatch（带示例）
2024-10-18 11:11:34
开始磨刀霍霍向多线程了，这期是 CountDownLatch 的一个小示例。
定义：CountDownLatch 允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。
应用需求举例：假设有4个线程，A、B、C、D，线程 D 需要在 A、B、C 执行完之后再执行。
应用需求分析：如上描述，如果想让线程 D 最后执行，结合之前的学习，我们可以采用 join() 方法来实现，比如在 A 线程调 B.join()，B 线程调用 C.join() 等等，我们来回忆一下 join() 方法：一个线程调用另一个线程的 join() 方法时，当前线程阻塞，等待被调用 join() 方法的线程执行完毕才能继续执行，这样可以保证线程执行顺序。
如下为 join() 方法实现：
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Thread A = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("A");
}
});
Thread B = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("B 开始等待 A");
try {
A.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("B");
}
});
Thread C = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("C 开始等待 B");
try {
B.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("C");
}
});
Thread D = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("D 开始等待 C");
try {
C.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("D");
}
});
B.start();
A.start();
C.start();
D.start();
}
}
执行结果如下：
B 开始等待 A
C 开始等待 B
A
D 开始等待 C
B
C
D
显然 join() 方法是可以完成 D 线程最后执行的要求，但是却失去了多线程并行执行的意义，怎么讲？
因为线程 A、B、C 无法完成同步运行，本质上还是串行，join() 方法其内部的实现是基于等待通知机制。
为了解决这个问题，我们可以利用 CountdownLatch 来实现这类通信方式，用法如下：
- CountdownLatch 构造函数接收一个 int 类型的参数作为计数器，如果想等待 N 个点，就传入 N
- 调用 CountdownLatch 的 countDown() 方法时，计数器 N 就会减 1
- 在等待线程中调用 await() 方法，会进入等待状态，直到计数器 N 变为 0 后再执行；
CountdownLatch 方式实现：
public class C {
public static void main(String[] args) {
int N = 3;
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(N);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("D 等待执行中...");
try {
countDownLatch.await();
System.out.println("D 开始执行");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
for (char threadName='A'; threadName <= 'C'; threadName++) {
final String tN = String.valueOf(threadName);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(tN + " 正在执行");
try {
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(tN + " 执行完毕");
countDownLatch.countDown();
}
}).start();
}
}
}
执行结果如下：
D 等待执行中...
B 正在执行
A 正在执行
C 正在执行
C 执行完毕
A 执行完毕
B 执行完毕
D 开始执行
应用场景模拟：导出用户账单明细，按年月日三个维度进行计算并显示，年月日分别放入 3 个 Excel 中，最终将Excel 合并为一个 zip 压缩文件返回给用户。
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
try {
// 模拟跟路径，根据自己路径修改
String tempDir = "/C/workspace/File/excel";
// 模拟存放文件路径
String baseFileName = "202009171016";
String zipFileName = tempDir + "/" + baseFileName + ".zip";
int N = 3;
CountDownLatch mDoneSignal = new CountDownLatch(N);
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(N);
// 用户盛放 excel 路径
List<String> excelFileNames = new ArrayList<String>();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
File file = new File(tempDir + "/" + baseFileName + "_" + i + ".xls");
file.createNewFile();
excelFileNames.add(tempDir + "/" + baseFileName + "_" + i + ".xls");
executor.execute(new MyThread(file, i, mDoneSignal));
}
// 关闭启动线程
executor.shutdown();
// 等待子线程结束，再继续执行下面的代码
executor.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.DAYS);
String[] fileNames = excelFileNames.toArray(new String[excelFileNames.size()]);
try {
mDoneSignal.await();// 等待所有工作线程结束
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有数据处理完毕...");
System.out.println("开始将数据打包zip...");
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 模拟线程
*/
public static class MyThread implements Runnable{
private final File file;
private final CountDownLatch mDoneSignal;
private final int index;
public MyThread(File file, int index, CountDownLatch mDoneSignal) {
this.index = index;
this.file = file;
this.mDoneSignal = mDoneSignal;
}
@Override
public void run() {
// 线程执行逻辑，处理 工作簿 等
switch (index){
case 0:
System.out.println("线程A执行完毕：" + LocalTime.now());
break;
case 1:
System.out.println("线程B执行完毕：" + LocalTime.now());
break;
case 2:
System.out.println("线程C执行完毕：" + LocalTime.now());
break;
}
// 线程完成，计数器减一
mDoneSignal.countDown();
}
}
}
执行结果如下：
线程C执行完毕：10:38:01.454
线程B执行完毕：10:38:01.455
线程A执行完毕：10:38:01.455
所有数据处理完毕...
开始将数据打包zip...
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本文首发于博客园：https://www.cnblogs.com/niceyoo/p/13690231.html
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