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java多線程CountDownLatch與線程池ThreadPoolExecutor/ExecutorService案例

瀏覽:2日期:2022-08-16 18:01:44
1、CountDownLatch:

一個同步工具類,它允許一個或多個線程一直等待,直到其他線程的操作執行完后再執行。

2、ThreadPoolExecutor/ExecutorService:

線程池,使用線程池可以復用線程,降低頻繁創建線程造成的性能消耗,同時對線程的創建、啟動、停止、銷毀等操作更簡便。

3、使用場景舉例:

年末公司組織團建,要求每一位員工周六上午8點到公司門口集合,統一乘坐公司所租大巴前往目的地。

在這個案例中,公司作為主線程,員工作為子線程。

4、代碼示例:

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 創建時間:2017年1月25日 上午10:59:11 * @Description: */public class Company { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //員工數量 int count = 5; //創建計數器 //構造參數傳入的數量值代表的是latch.countDown()調用的次數 CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count); //創建線程池,可以通過以下方式創建 //ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1,1,60,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(count)); ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(count); System.out.println('公司發送通知,每一位員工在周六早上8點到公司大門口集合'); for(int i =0;i<count ;i++){ //將子線程添加進線程池執行 Thread.sleep(10); threadPool.execute(new Employee(latch,i+1)); } try { //阻塞當前線程,直到所有員工到達公司大門口之后才執行 latch.await(); // 使當前線程在鎖存器倒計數至零之前一直等待,除非線程被中斷或超出了指定的等待時間。 //latch.await(long timeout, TimeUnit unit) System.out.println('所有員工已經到達公司大門口,大巴車發動,前往活動目的地。'); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }finally{ //最后關閉線程池,但執行以前提交的任務,不接受新任務 threadPool.shutdown(); //關閉線程池,停止所有正在執行的活動任務,暫停處理正在等待的任務,并返回等待執行的任務列表。 //threadPool.shutdownNow(); } }}//分布式工作線程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('員工:'+employeeIndex+',正在前往公司大門口集合...'); Thread.sleep(10); System.out.println('員工:'+employeeIndex+',已到達。'); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }finally{ //當前計算工作已結束,計數器減一 latch.countDown(); try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //執行coutDown()之后,繼續執行自己的工作,不受主線程的影響 System.out.println('員工:'+employeeIndex+',吃飯、喝水、拍照。'); } }}

打印輸出結果如下:

公司發送通知,每一位員工在周六早上8點到公司大門口集合員工:1,正在前往公司大門口集合...員工:1,已到達。員工:2,正在前往公司大門口集合...員工:2,已到達。員工:1,吃飯、喝水、拍照。員工:3,正在前往公司大門口集合...員工:2,吃飯、喝水、拍照。員工:3,已到達。員工:4,正在前往公司大門口集合...員工:3,吃飯、喝水、拍照。員工:4,已到達。員工:5,正在前往公司大門口集合...員工:4,吃飯、喝水、拍照。員工:5,已到達。所有員工已經到達公司大門口,大巴車發動,前往活動目的地。員工:5,吃飯、喝水、拍照。注意:

每一個員工到達之后,執行countDown()方法,直到所有員工到達之后,計數器為0,主線程才會繼續執行。

但子線程執行了countDown()方法,之后會繼續自己的工作,比如上面的【吃飯、喝水、拍照】,是不受主線程是否阻塞、其它線程是否已經執行countDown()方法的影響的。

5、CountDownLatch與CyclicBarrier的對比可以看:

java多線程CyclicBarrier使用示例,讓線程起步走

補充:CountDownLatch踩過的坑

線上生產環境dubbo報線程池滿了,經過一天排查鎖定在開三個線程計算最后合并數據的步驟中。簡單描述下該步驟線程開三個 調用三個不同的方法 使用countdownlatch 計數器等待三個方法全部執行完成 合并數據。

但是由于其中一個方法調用第三方接口,接口返回異常導致轉換數據報錯。導致其中一個方法未正常完成。

舉例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) { //異常處理 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('三個執行線程結束'); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); System.out.println('執行線程異常'); } finally { executorService.shutdown(); System.out.println('執行線程關閉'); }}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');}

java多線程CountDownLatch與線程池ThreadPoolExecutor/ExecutorService案例

方法一拋出異常,但是沒有做異常處理導致不會執行線程關閉步驟,是不是和想象中不一樣,一開始我也是懵,看了一下CountDownLatch原理就很好理解了,

“CountDownLatch是通過一個計數器來實現的,計數器的初始化值為線程的數量。每當一個線程完成了自己的任務后,計數器的值就相應得減1。當計數器到達0時,表示所有的線程都已完成任務,然后在閉鎖上等待的線程就可以恢復執行任務。”【1】

舉一個現實中例子就是:CountDownLatch 就像跑步比賽中的裁判,三個方法就是就是三位運動員,運動員2,3都已經到達終點,但是運動員1摔倒了,動不了。裁判員只看到兩位運動員到達終點不能宣布比賽結束,所以一直等。。。

就像這樣的場景導致線上service執行線程阻塞,接口調用次數累計導致dubbo線程滿了(跟dubbo線程模型有關,有時間具體談談這一點)

知道原因了,就要考慮怎么修改

比賽不能無限期等,所以比賽必須在有限時間內結束,所以使用

public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));}

線程內部也許要增加異常處理

executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { function1(); } catch (Exception e) { //異常處理 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) { //異常處理 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('三個執行線程結束'); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); System.out.println('執行線程異常'); } finally { executorService.shutdown(); System.out.println('執行線程關閉'); }}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');}

執行結果

java多線程CountDownLatch與線程池ThreadPoolExecutor/ExecutorService案例

大家結合自己的現實使用修改,爬過了使用坑,記錄下分享下 ,希望能對別人有用

以上為個人經驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持好吧啦網。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。

標簽: Java
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