五種判斷線程池任務執行完成的方式

作者：Java碼農之路 2023-07-05 07:48:04

shutdown() ：對線程池進行有序關閉。調用該方法后，線程池將不再接受新的任務，但會繼續執行已提交的任務。如果線程池已經處于關閉狀態，則對該方法的調用沒有額外的作用。

Thread線程是否執行完成，我們可以調用join方法然后等待線程執行完成；那在使用線程池的時候，我們如何知道線程已經執行完成了？本文就帶給大家五種判斷的方式：

isTerminated() 方式，在執行 shutdown() ，關閉線程池后，判斷是否所有任務已經完成。
ThreadPoolExecutor 的 getCompletedTaskCount() 方法，判斷完成任務數和全部任務數是否相等。
CountDownLatch計數器，使用閉鎖計數來判斷是否全部完成。
手動維護一個公共計數，原理和閉鎖類似，就是更加靈活。
使用submit向線程池提交任務，Future判斷任務執行狀態。

方法一：isTerminated()

測試代碼

package pool;

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 創建一個最大線程數15的線程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 線程執行方法，隨機等待0到10秒
     */
    private static void sleepMethod(int index){
        try {
            long sleepTime = new Double(Math.random() * 10000).longValue();
            Thread.sleep(sleepTime);
            System.out.println("當前線程執行結束: " + index);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 方法一：isTerminated
     * @param args
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> sleepMethod(index));
        }
        pool.shutdown();
        while (!pool.isTerminated()){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("還沒停止。。。");
        }
        System.out.println("全部執行完畢");
    }
}

上述代碼處理邏輯在主線程中進行循環判斷，全部任務是否已經完成。

這里有兩個主要方法：

shutdown() ：對線程池進行有序關閉。調用該方法后，線程池將不再接受新的任務，但會繼續執行已提交的任務。如果線程池已經處于關閉狀態，則對該方法的調用沒有額外的作用。
isTerminated() ：判斷線程池中的所有任務是否在關閉后完成。只有在調用了shutdown()或shutdownNow()方法后，所有任務執行完畢，才會返回true。需要注意的是，在調用shutdown()之前調用isTerminated()方法始終返回false。

優缺點分析

優點：操作簡單。
缺點：需要關閉線程池。并且日常使用是將線程池注入到Spring容器，然后各個組件中統一用同一個線程池，不能直接關閉線程池。

方法二：getCompletedTaskCount()

測試代碼

package pool;

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 創建一個最大線程數15的線程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 線程執行方法，隨機等待0到10秒
     */
    private static void sleepMethod(int index){
        try {
            long sleepTime = new Double(Math.random() * 10000).longValue();
            Thread.sleep(sleepTime);
            System.out.println("當前線程執行結束: " + index);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 方法二：getCompletedTaskCount
     * @param args
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> sleepMethod(index));
        }
        //當線程池完成的線程數等于線程池中的總線程數
        while (!(pool.getTaskCount() == pool.getCompletedTaskCount())) {
            System.out.println("任務總數:" + pool.getTaskCount() + "； 已經完成任務數:" + pool.getCompletedTaskCount());
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("還沒停止。。。");
        }
        System.out.println("全部執行完畢");
    }
}

上述代碼處理邏輯還是一樣在主線程循環判斷，主要就兩個方法：

getTaskCount() ：返回計劃執行的任務總數。由于任務和線程的狀態可能在計算過程中動態變化，返回的值只是一個近似值。這個方法返回的是線程池提交的任務總數，包括已經完成和正在執行中的任務。
getCompletedTaskCount() ：返回已經完成執行的任務的大致總數。由于任務和線程的狀態可能在計算過程中動態改變，返回的值只是一個近似值，并且在連續的調用中不會減少。這個方法返回的是已經完成執行的任務數量，不包括正在執行中的任務。

優缺點分析

優點：不必關閉線程池，避免了創建和銷毀帶來的損耗。
缺點：使用這種判斷存在很大的限制條件；必須確定在循環判斷過程中沒有新的任務產生。

方法三：CountDownLatch

測試代碼

package pool;

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 創建一個最大線程數15的線程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 線程執行方法，隨機等待0到10秒
     */
    private static void sleepMethod(int index){
        try {
            long sleepTime = new Double(Math.random() * 10000).longValue();
            Thread.sleep(sleepTime);
            System.out.println("當前線程執行結束: " + index);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 方法三：CountDownLatch
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //計數器，判斷線程是否執行結束
        CountDownLatch taskLatch = new CountDownLatch(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> {
                sleepMethod(index);
                taskLatch.countDown();
                System.out.println("當前計數器數量：" + taskLatch.getCount());
            });
        }
        //當前線程阻塞，等待計數器置為0
        taskLatch.await();
        System.out.println("全部執行完畢");
    }
}

優缺點分析

優點：代碼優雅，不需要對線程池進行操作。
缺點：需要提前知道線程數量；性能較差；還需要在線程代碼塊內加上異常判斷，否則在 countDown之前發生異常而沒有處理，就會導致主線程永遠阻塞在 await。

方法四：公共計數

測試代碼

package pool;

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 創建一個最大線程數15的線程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 線程執行方法，隨機等待0到10秒
     */
    private static void sleepMethod(int index){
        try {
            long sleepTime = new Double(Math.random() * 10000).longValue();
            Thread.sleep(sleepTime);
            System.out.println("當前線程執行結束: " + index);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static int taskNum = 0; //計數器

    /**
     * 方法四：公共計數
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Lock lock = new ReentrantLock();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> {
                sleepMethod(index);
                lock.lock();
                taskNum++;
                lock.unlock();
            });
        }
        while(taskNum < 10) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("還沒停止。。。當前完成任務數:" + taskNum);
        }
        System.out.println("全部執行完畢");
    }
}

這種實現其實就是通過加鎖計數，然后循環判斷。

優缺點分析

優點：手動維護方式更加靈活，對于一些特殊場景可以手動處理。
缺點：和CountDownLatch相比，一樣需要知道線程數目，但是代碼實現比較麻煩。

方法五：Future

測試代碼

package pool;

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 創建一個最大線程數15的線程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 線程執行方法，隨機等待0到10秒
     */
    private static void sleepMethod(int index){
        try {
            long sleepTime = new Double(Math.random() * 10000).longValue();
            Thread.sleep(sleepTime);
            System.out.println("當前線程執行結束: " + index);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 方法五：Future
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Future future = pool.submit(() -> sleepMethod(1));
        while (!future.isDone()){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("還沒停止。。。");
        }
        System.out.println("全部執行完畢");
    }
}

優缺點分析

優點：使用簡單，不需要關閉線程池。

缺點：每個提交給線程池的任務都會關聯一個Future對象，這可能會引入額外的內存開銷。如果需要處理大量的任務，可能會占用較多的內存。

測試代碼匯總

package pool;

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * 五種判斷線程池任務執行完成的方式
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 創建一個最大線程數15的線程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 線程執行方法，隨機等待0到10秒
     */
    private static void sleepMethod(int index){
        try {
            long sleepTime = new Double(Math.random() * 10000).longValue();
            Thread.sleep(sleepTime);
            System.out.println("當前線程執行結束: " + index);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 方法一：isTerminated
     * @param args
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void isTerminatedTest(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> sleepMethod(index));
        }
        pool.shutdown();
        while (!pool.isTerminated()){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("還沒停止。。。");
        }
        System.out.println("全部執行完畢");
    }


    /**
     * 方法二：getCompletedTaskCount
     * @param args
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void completedTaskCountTest(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> sleepMethod(index));
        }
        //當線程池完成的線程數等于線程池中的總線程數
        while (!(pool.getTaskCount() == pool.getCompletedTaskCount())) {
            System.out.println("任務總數:" + pool.getTaskCount() + "； 已經完成任務數:" + pool.getCompletedTaskCount());
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("還沒停止。。。");
        }
        System.out.println("全部執行完畢");
    }

    /**
     * 方法三：CountDownLatch
     * @throws Exception
     */
    public static void countDownLatchTest(String[] args) throws Exception {
        //計數器，判斷線程是否執行結束
        CountDownLatch taskLatch = new CountDownLatch(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> {
                sleepMethod(index);
                taskLatch.countDown();
                System.out.println("當前計數器數量：" + taskLatch.getCount());
            });
        }
        //當前線程阻塞，等待計數器置為0
        taskLatch.await();
        System.out.println("全部執行完畢");
    }

    private static int taskNum = 0;

    /**
     * 方法四：公共計數
     * @throws Exception
     */
    public static void countTest(String[] args) throws Exception {
        Lock lock = new ReentrantLock();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> {
                sleepMethod(index);
                lock.lock();
                taskNum++;
                lock.unlock();
            });
        }
        while(taskNum < 10) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("還沒停止。。。當前完成任務數:" + taskNum);
        }
        System.out.println("全部執行完畢");
    }

    /**
     * 方法五：Future
     * @throws Exception
     */
    public static void futureTest(String[] args) throws Exception {
        Future future = pool.submit(() -> sleepMethod(1));
        while (!future.isDone()){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("還沒停止。。。");
        }
        System.out.println("全部執行完畢");
    }
}

責任編輯：武曉燕來源：今日頭條