java多线程CountDownLatch与线程池ThreadPoolExecutor/ExecutorService案例
作者：逍遥不羁
这篇文章主要介绍了java多线程CountDownLatch与线程池ThreadPoolExecutor/ExecutorService案例，
1、CountDownLatch：
一个同步工具类，它允许一个或多个线程一直等待，直到其他线程的操作执行完后再执行。
2、ThreadPoolExecutor/ExecutorService：
线程池，使用线程池可以复用线程，降低频繁创建线程造成的性能消耗，同时对线程的创建、启动、停止、销毁等操作更简便。
3、使用场景举例：
年末公司组织团建，要求每一位员工周六上午8点到公司门口集合，统一乘坐公司所租大巴前往目的地。
在这个案例中，公司作为主线程，员工作为子线程。
4、代码示例：
package com.test.thread;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* @author javaloveiphone
* @date 创建时间：2017年1月25日 上午10:59:11
* @Description:
*/
public class Company {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//员工数量
int count = 5;
//创建计数器
//构造参数传入的数量值代表的是latch.countDown()调用的次数
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count);
//创建线程池，可以通过以下方式创建
//ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1,1,60,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(count));
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(count);
System.out.println("公司发送通知，每一位员工在周六早上8点到公司大门口集合");
for(int i =0;i<count ;i++){
//将子线程添加进线程池执行
Thread.sleep(10);
threadPool.execute(new Employee(latch,i+1));
}
try {
//阻塞当前线程，直到所有员工到达公司大门口之后才执行
latch.await();
// 使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待，除非线程被中断或超出了指定的等待时间。
//latch.await(long timeout, TimeUnit unit)
System.out.println("所有员工已经到达公司大门口，大巴车发动，前往活动目的地。");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
//最后关闭线程池，但执行以前提交的任务，不接受新任务
threadPool.shutdown();
//关闭线程池，停止所有正在执行的活动任务，暂停处理正在等待的任务，并返回等待执行的任务列表。
//threadPool.shutdownNow();
}
}
}
//分布式工作线程
class Employee implements Runnable{
private CountDownLatch latch;
private int employeeIndex;
public Employee(CountDownLatch latch,int employeeIndex){
this.latch = latch;
this.employeeIndex = employeeIndex;
}
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("员工："+employeeIndex+"，正在前往公司大门口集合...");
Thread.sleep(10);
System.out.println("员工："+employeeIndex+"，已到达。");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
//当前计算工作已结束，计数器减一
latch.countDown();
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//执行coutDown()之后，继续执行自己的工作，不受主线程的影响
System.out.println("员工："+employeeIndex+"，吃饭、喝水、拍照。");
}
}
}
打印输出结果如下：
公司发送通知，每一位员工在周六早上8点到公司大门口集合 员工：1，正在前往公司大门口集合... 员工：1，已到达。 员工：2，正在前往公司大门口集合... 员工：2，已到达。 员工：1，吃饭、喝水、拍照。 员工：3，正在前往公司大门口集合... 员工：2，吃饭、喝水、拍照。 员工：3，已到达。 员工：4，正在前往公司大门口集合... 员工：3，吃饭、喝水、拍照。 员工：4，已到达。 员工：5，正在前往公司大门口集合... 员工：4，吃饭、喝水、拍照。 员工：5，已到达。 所有员工已经到达公司大门口，大巴车发动，前往活动目的地。 员工：5，吃饭、喝水、拍照。
注意：
每一个员工到达之后，执行countDown()方法，直到所有员工到达之后，计数器为0，主线程才会继续执行。
但子线程执行了countDown()方法，之后会继续自己的工作，比如上面的【吃饭、喝水、拍照】，是不受主线程是否阻塞、其它线程是否已经执行countDown()方法的影响的。
5、CountDownLatch与CyclicBarrier的对比可以看：
java多线程CyclicBarrier使用示例，让线程起步走
补充：CountDownLatch踩过的坑
线上生产环境dubbo报线程池满了，经过一天排查锁定在开三个线程计算最后合并数据的步骤中。简单描述下该步骤线程开三个 调用三个不同的方法 使用countdownlatch 计数器等待三个方法全部执行完成 合并数据。
但是由于其中一个方法调用第三方接口，接口返回异常导致转换数据报错。导致其中一个方法未正常完成。
举例demo：
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService =Executors.newFixedThreadPool(3);
CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(3);
executorService.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
/*try {
function1();
} catch (Exception e) {
//异常处理
e.printStackTrace();
}
finally {
cdl.countDown();
}*/
function1();
}
});
executorService.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
function2();
cdl.countDown();
}
});
executorService.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
function3();
cdl.countDown();
}
});
try {
cdl.await();
//cdl.await(20,TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("三个执行线程结束");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("执行线程异常");
}
finally {
executorService.shutdown();
System.out.println("执行线程关闭");
}
}
private static void function1(){
int i = 10/0;
System.out.println("方法一");
}
private static void function2(){
System.out.println("方法二");
}
private static void function3(){
System.out.println("方法三");
}
方法一抛出异常，但是没有做异常处理导致不会执行线程关闭步骤，是不是和想象中不一样，一开始我也是懵，看了一下CountDownLatch原理就很好理解了，
“CountDownLatch是通过一个计数器来实现的，计数器的初始化值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后，计数器的值就相应得减1。当计数器到达0时，表示所有的线程都已完成任务，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务。”【1】
举一个现实中例子就是：CountDownLatch 就像跑步比赛中的裁判，三个方法就是就是三位运动员，运动员2,3都已经到达终点，但是运动员1摔倒了，动不了。裁判员只看到两位运动员到达终点不能宣布比赛结束，所以一直等。。。
就像这样的场景导致线上service执行线程阻塞，接口调用次数累计导致dubbo线程满了（跟dubbo线程模型有关，有时间具体谈谈这一点）
知道原因了，就要考虑怎么修改
比赛不能无限期等，所以比赛必须在有限时间内结束，所以使用
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}
线程内部也许要增加异常处理
executorService.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
function1();
} catch (Exception e) {
//异常处理
e.printStackTrace();
}
finally {
cdl.countDown();
}
// function1();
}
});
修改后demo
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService =Executors.newFixedThreadPool(3);
CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(3);
executorService.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
function1();
} catch (Exception e) {
//异常处理
e.printStackTrace();
}
finally {
cdl.countDown();
}
// function1();
}
});
executorService.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
function2();
cdl.countDown();
}
});
executorService.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
function3();
cdl.countDown();
}
});
try {
// cdl.await();
cdl.await(20,TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("三个执行线程结束");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("执行线程异常");
}
finally {
executorService.shutdown();
System.out.println("执行线程关闭");
}
}
private static void function1(){
int i = 10/0;
System.out.println("方法一");
}
private static void function2(){
System.out.println("方法二");
}
private static void function3(){
System.out.println("方法三");
}
执行结果
大家结合自己的现实使用修改，爬过了使用坑，记录下分享下 ，希望能对别人有用
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教。