Java并发编程-主线程等待子线程解决方案
主线程等待所有子线程执行完成之后，再继续往下执行的解决方案
public class TestThread extends Thread
{
public void run()
{
System.out.println(this.getName() + "子线程开始");
try
{
// 子线程休眠五秒
Thread.sleep(5000);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.getName() + "子线程结束");
}
} 首先是一个线程，它执行完成需要5秒。
1、主线程等待一个子线程
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
long start = System.currentTimeMillis();
Thread thread = new TestThread();
thread.start();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("子线程执行时长：" + (end - start));
}
} 在主线程中，需要等待子线程执行完成。但是执行上面的main发现并不是想要的结果：
子线程执行时长：0
Thread-0子线程开始
Thread-0子线程结束
很明显主线程和子线程是并发执行的，主线程并没有等待。
对于只有一个子线程，如果主线程需要等待子线程执行完成，再继续向下执行，可以使用Thread的join()方法
join()方法会阻塞主线程继续向下执行
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
long start = System.currentTimeMillis();
Thread thread = new TestThread();
thread.start();
try
{
thread.join();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("子线程执行时长：" + (end - start));
}
} 执行结果：
Thread-0子线程开始
Thread-0子线程结束
子线程执行时长：5000
注意：join()要在start()方法之后调用。
2、主线程等待多个子线程
比如主线程需要等待5个子线程
这5个线程之间是并发执行
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
long start = System.currentTimeMillis();
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
Thread thread = new TestThread();
thread.start();
try
{
thread.join();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("子线程执行时长：" + (end - start));
}
} 在上面的代码套上一个for循环，执行结果：
Thread-0子线程开始
Thread-0子线程结束
Thread-1子线程开始
Thread-1子线程结束
Thread-2子线程开始
Thread-2子线程结束
Thread-3子线程开始
Thread-3子线程结束
Thread-4子线程开始
Thread-4子线程结束
子线程执行时长：25000
由于thread.join()阻塞了主线程继续执行，导致for循环一次就需要等待一个子线程执行完成，而下一个子线程不能立即start()，5个子线程不能并发。
要想子线程之间能并发执行，那么需要在所有子线程start()后，在执行所有子线程的join()方法。
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
long start = System.currentTimeMillis();
List<Thread> list = new ArrayList<Thread>();
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
Thread thread = new TestThread();
thread.start();
list.add(thread);
}
try
{
for(Thread thread : list)
{
thread.join();
}
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("子线程执行时长：" + (end - start));
}
} 执行结果：
Thread-0子线程开始
Thread-3子线程开始
Thread-1子线程开始
Thread-2子线程开始
Thread-4子线程开始
Thread-3子线程结束
Thread-0子线程结束
Thread-2子线程结束
Thread-1子线程结束
Thread-4子线程结束
子线程执行时长：5000
3、主线程等待多个子线程（CountDownLatch实现）
CountDownLatch是Java.util.concurrent中的一个同步辅助类，可以把它看做一个倒数计数器，就像神舟十号发射时倒数：10,9,8,7….2,1,0,走你。初始化时先设置一个倒数计数初始值，每调用一次countDown()方法，倒数值减一，await()方法会阻塞当前进程，直到倒数至0。
同样还是主线程等待5个并发的子线程。修改上面的代码，在主线程中，创建一个初始值为5的CountDownLatch，并传给每个子线程，在每个子线程最后调用countDown()方法对倒数器减1，当5个子线程等执行完成，那么CountDownLatch也就倒数完成，主线程调用await()方法等待5个子线程执行完成。
修改MyThread接收传入的CountDownLatch：
public class TestThread extends Thread
{
private CountDownLatch countDownLatch;
public TestThread(CountDownLatch countDownLatch)
{
this.countDownLatch = countDownLatch;
}
public void run()
{
System.out.println(this.getName() + "子线程开始");
try
{
// 子线程休眠五秒
Thread.sleep(5000);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.getName() + "子线程结束");
// 倒数器减1
countDownLatch.countDown();
}
}修改main：
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
long start = System.currentTimeMillis();
// 创建一个初始值为5的倒数计数器
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5);
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
Thread thread = new TestThread(countDownLatch);
thread.start();
}
try
{
// 阻塞当前线程，直到倒数计数器倒数到0
countDownLatch.await();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("子线程执行时长：" + (end - start));
}
} 执行结果：
Thread-0子线程开始
Thread-2子线程开始
Thread-1子线程开始
Thread-3子线程开始
Thread-4子线程开始
Thread-2子线程结束
Thread-4子线程结束
Thread-1子线程结束
Thread-0子线程结束
Thread-3子线程结束
子线程执行时长：5000
注意：如果子线程中会有异常，那么countDownLatch.countDown()应该写在finally里面，这样才能保证异常后也能对计数器减1，不会让主线程永远等待。
另外，await()方法还有一个实用的重载方法：public booleanawait(long timeout, TimeUnit unit)，设置超时时间。
例如上面的代码，想要设置超时时间10秒，到了10秒无论是否倒数完成到0，都会不再阻塞主线程。返回值是boolean类型，如果是超时返回false，如果计数到达0没有超时返回true。
// 设置超时时间为10秒
boolean timeoutFlag = countDownLatch.await(10,TimeUnit.SECONDS);
if(timeoutFlag)
{
System.out.println("所有子线程执行完成");
}
else
{
System.out.println("超时");
} 4、主线程等待线程池
Java线程池java.util.concurrent.ExecutorService是很好用的多线程管理方式。ExecutorService的一个方法boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)，即阻塞主线程，等待线程池的所有线程执行完成，用法和上面所说的CountDownLatch的public boolean await(long timeout,TimeUnit unit)类似，参数设置一个超时时间，返回值是boolean类型，如果超时返回false，如果线程池中的线程全部执行完成，返回true。
由于ExecutorService没有类似CountDownLatch的无参数的await()方法，只能通过awaitTermination来实现主线程等待线程池。
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
long start = System.currentTimeMillis();
// 创建一个同时允许两个线程并发执行的线程池
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
Thread thread = new TestThread();
executor.execute(thread);
}
executor.shutdown();
try
{
// awaitTermination返回false即超时会继续循环，返回true即线程池中的线程执行完成主线程跳出循环往下执行，每隔10秒循环一次
while (!executor.awaitTermination(10, TimeUnit.SECONDS));
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("子线程执行时长：" + (end - start));
}
} 执行结果：
Thread-0子线程开始
Thread-1子线程开始
Thread-0子线程结束
Thread-2子线程开始
Thread-1子线程结束
Thread-3子线程开始
Thread-2子线程结束
Thread-4子线程开始
Thread-3子线程结束
Thread-4子线程结束
子线程执行时长：15000
另外，while(!executor.isTerminated())也可以替代上面的while (!executor.awaitTermination(10,TimeUnit.SECONDS))，isTerminated()是用来判断线程池是否执行完成。但是二者比较我认为还是awaitTermination更好，它有一个超时时间可以控制每隔多久循环一次，而不是一直在循环来消耗性能。
5.其它方案参考：
解决方案1：
基本思路是这样：
每个SubThread子线程类实例有个自己的状态99-初始化 0-执行成功 1-执行失败，当执行完毕之后，将状态修改为0或者1
MainThread主线程类中有个List，用来登记所有子线程。子线程的创建通过主线程来创建，每次创建之后，都会将子线程添加到List中。
所有子线程创建完成之后，通过主线程的start方法启动所有子线程，并通过一个while循环来遍历List中的所有子线程的状态，
判断是否存在状态为99的，如果没有，则便是全部子线程执行完毕
/**
* 子线程类
* @author Administrator
*
*/
public class SubThread implements Runnable{
private int status = 99; //99-初始化 0-执行成功 1-执行失败
public void run() {
System.out.println("开始执行...");
try{
Thread.sleep(2000);
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
status=0;
System.out.println("执行完毕...");
}
public int getStatus() {
return status;
}
public void setStatus(int status) {
this.status = status;
}
}
/**
* 主线程类
* @author Administrator
*
*/
public class MainThread {
private List<SubThread> subThreadList = new ArrayList<SubThread>();
/**
* 创建子线程
* @return
*/
public SubThread createSubThread(){
SubThread subThread = new SubThread();
subThreadList.add(new SubThread());
return subThread;
}
public boolean start(){
for(SubThread subThread : subThreadList){
new Thread(subThread).start();
}
/**
* 监控所有子线程是否执行完毕
*/
boolean continueFlag = true;
while(continueFlag){
for(SubThread subThread : subThreadList){
if(subThread.getStatus()==99){
continueFlag = true;
break;
}
continueFlag = false;
}
}
/**
* 判断子线程的执行结果
*/
boolean result = true;
for(SubThread subThread : subThreadList){
if(subThread.getStatus()!=0){
result = false;
break;
}
}
return result;
}
} 测试代码：
public static void main(String[] args) {
MainThread main = new MainThread();
main.createSubThread();
main.createSubThread();
main.createSubThread();
boolean result = main.start();
System.out.println(result);
}解决方案2：
通过计数器方式解决。基本思路如下：
计数器类CountLauncher负责记录正在执行的子线程的总数，所有的子线程共享该计数器类对象，当子线程执行完毕之后，调用计数器的counDown()方法进行计数器减1.
主线程通过计数器类来判断是否所有子线程都执行完毕。
/**
* 计数器类
* @author Administrator
*
*/
public class CountLauncher {
private int count;
public CountLauncher(int count){
this.count = count;
}
public synchronized void countDown(){
count --;
}
public int getCount() {
return count;
}
public void setCount(int count) {
this.count = count;
}
}
/**
* 子线程类
* @author Administrator
*
*/
public class SubThread implements Runnable{
/**
* 计数器类对象实例
*/
private CountLauncher countLauncher;
private int status = 99; //99-初始化 0-执行成功 1-执行失败
public void run() {
System.out.println("开始执行...");
try{
Thread.sleep(2000);
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
status=0;
System.out.println("执行完毕...");
countLauncher.countDown();
}
public int getStatus() {
return status;
}
public void setStatus(int status) {
this.status = status;
}
public CountLauncher getCountLauncher() {
return countLauncher;
}
public void setCountLauncher(CountLauncher countLauncher) {
this.countLauncher = countLauncher;
}
}
/**
* 主线程类
* @author Administrator
*
*/
public class MainThread {
private List<SubThread> subThreadList = new ArrayList<SubThread>();
/**
* 创建子线程
* @return
*/
public synchronized SubThread createSubThread(){
SubThread subThread = new SubThread();
subThreadList.add(new SubThread());
return subThread;
}
public boolean start(){
CountLauncher countLauncher = new CountLauncher(subThreadList.size());
for(SubThread subThread : subThreadList){
subThread.setCountLauncher(countLauncher);
new Thread(subThread).start();
}
while(countLauncher.getCount()>0){
System.out.println(countLauncher.getCount());
}
/**
* 判断子线程的执行结果
*/
boolean result = true;
for(SubThread subThread : subThreadList){
if(subThread.getStatus()!=0){
result = false;
break;
}
}
return result;
}
/**
* 测试实例
*/
public static void main(String[] args) {
MainThread main = new MainThread();
main.createSubThread();
main.createSubThread();
main.createSubThread();
boolean result = main.start();
System.out.println(result);
}
} 六.总结
解决方案（推荐）：
使用的是Java自带的计数器类java.util.concurrent.CountDownLatch。
还有一点就是不需要在主线程中通过while来监控所有子线程，是否通过调用它的await方法进行等待所有子线程的执行完毕。
使用计数器时，需要注意的一点是：子线程中调用countDown()方法时一定要放在最后来执行，否则会出现子线程未执行完毕，主线程就开始往下执行了。因为一定计数器为0，就会自动唤醒主线程的。
------------------------------------------------------
------------------------------------------------------
我的个人域名
期望和大家一起学习，共同进步，共勉，O(∩_∩)O谢谢
欢迎交流问题，可加个人QQ 469580884
或者，加我的群号 751925591，一起探讨交流问题
不讲虚的，只做实干家
Talk is cheap，show me the code