前言
原本本篇有个前置文章，然而有点卡文，所以本篇放大了须要的前置内容，浏览本篇须要晓得线程、线程池的概念。
Java中任意一段代码在执行的时候都在一个线程当中。
CountDownLatch 示例
假如你须要在某个办法中，前面的操作你委托给了线程池进行解决，然而你心愿提交给线程池的工作处理完毕，办法才接着执行，这也就是线程相互期待:
public static void main(String[] args) { // 执行main办法的是main线程 doSomeThing(); // 心愿将requestThread办法委托给线程池解决 // doThing办法在requestThread办法执行之后执行 requestThread(); doThing();}咱们就能够这么写:
public class CountDownLatchDemo { /** * 举荐用ThreadPoolExecutor来创立线程池 */ private static final ExecutorService EXECUTOR_SERVICE = Executors.newFixedThreadPool(4); public static void main(String[] args) { doSomeThing(); // 心愿将requestThread办法委托给线程池解决 // doThing办法在requestThread办法执行之后执行 // 构造函数代表只有一个工作须要委托给线程池来实现 CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1); EXECUTOR_SERVICE.submit(()->{ try { requestThread(); }catch (Exception e){ // 做日志输入 }finally { //countDown 办法代表实现一个工作 countDownLatch.countDown(); } }); try { // 如果requestThread办法没被执行完,count的调用次数不等于咱们在构造函数中给定的次数 // 调用此行代码的线程会陷入阻塞 countDownLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { // 做日志输入 e.printStackTrace(); } doThing(); }} 下面这种是工作实现了接着执行上面的代码，其实咱们也能够反着用，假如在某场景下，多个线程须要期待一个线程的后果，相似于赛跑，主线程是给信号的人，其余线程是运动员:
public class CountDownLatchDemo { /** * 举荐用ThreadPoolExecutor来创立线程池 */ private static final ExecutorService EXECUTOR_SERVICE = Executors.newFixedThreadPool(4); public static void main(String[] args) { //一共四个运动员 CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1); playerWait(countDownLatch); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"裁判开枪:"); countDownLatch.countDown(); EXECUTOR_SERVICE.shutdown(); } private static void playerWait(CountDownLatch countDownLatch) { // 一共四个运动员 for (int i = 0; i < 4 ; i++) { EXECUTOR_SERVICE.submit(()->{ try { countDownLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"听到了枪声开始跑"); }); } }下面两种其实就是CountDownLatch的经典用法:
- 一个线程期待线程池的工作处理完毕再接着往下执行
- 线程池的工作期待主线程执行结束再接着往下执行。
总结一下CountDownLatch，CountDownLatch的构造方法用于指定工作数，调用countDown办法一次代表实现一个工作，如果没有实现所有工作数，调用await办法的线程会陷入阻塞，实现了所有工作数之后，调用await办法陷入阻塞的线程会被唤醒。
一个线程池期待线程池的工作处理完毕再接着往下执行，其实还有另一种简洁的写法，即用CompletabeFuture来写。
CompletableFuture 示例
计算模型
public static void main(String[] args) { // doSomeThing requestThread doThing 都是空办法 // 不给出具体实现 doSomeThing(); CompletableFuture.runAsync(()->{ requestThread(); },EXECUTOR_SERVICE).exceptionally(e->{ System.out.println(e); return null; }).join(); doThing(); EXECUTOR_SERVICE.shutdown();}CompletableFuture办法中的runAsync中第一个参数是Runnable，第一个参数是Executor。代表咱们批示CompletableFuture用咱们提供的线程池执行Runable工作。在runAsync办法中产生异样进入exceptionally中。join办法用于获取runAsnc的计算结果，如果计算未完会陷入期待。get办法和join办法相似都是用于获取最初的计算结果，然而get办法强制要求解决计算过程中的异样，也就是get办法上有查看异样，join上是未查看性异样。
CompletableFuture 提供的线程计算模型是丰盛的，粗略的能够这么说，咱们有一个工作咱们将其宰割为若干个阶段，不同的阶段委托给不同的线程进行解决，有点流水线的感觉。假如咱们有两个运算，咱们将这两个运算给线程池，然而咱们心愿这两个运算实现触发某个办法或者是做个某操作，或者是回调。计算模型如下图所示:
这正是CompletableFuture的典型利用场景，咱们用代码模仿如下:
public class CompletableFutureDemo { // 理论我的项目中举荐用ThreadPoolExecutor创立线程池 private static final ExecutorService EXECUTOR_SERVICE = Executors.newFixedThreadPool(4); public static void main(String[] args) { CompletableFuture<String> operationTwoTask = CompletableFuture.supplyAsync(() -> operationTwo(),EXECUTOR_SERVICE); CompletableFuture<String> operationOneTask = CompletableFuture.supplyAsync(() -> operationOne(),EXECUTOR_SERVICE); String finalResult = operationOneTask.thenCombineAsync(operationTwoTask, (o1, o2) -> { System.out.println(o2); System.out.println(o1); StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); stringBuilder.append(o1).append(o2); System.out.println("合并运算一和运算二的后果:" + stringBuilder.toString()); return stringBuilder.toString(); },EXECUTOR_SERVICE).join(); System.out.println(finalResult); EXECUTOR_SERVICE.shutdown(); } private static String operationTwo() { System.out.println("运算二实现"); return "运算二实现"; } private static String operationOne() { try { TimeUnit.SECONDS.sleep(4); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("运算一实现"); return "运算一实现"; }}有同学看到这里可能会问，那如果我只须要解决这两个运算值，只须要在回调外面解决不须要返回，那thenCombineAsync不是满足不了我的需要了吗？ 对啊，这个不满足你需要，你能够用thenAcceptBoth就行了，CompletableFuture合并后果的办法如下:
public <U,V> CompletableFuture<V> thenCombine(CompletionStage<? extends U> other,BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn)public <U,V> CompletableFuture<V> thenCombineAsync(CompletionStage<? extends U> other, BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn)public <U,V> CompletableFuture<V> thenCombineAsync( CompletionStage<? extends U> other,BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn, Executor executor) public <U> CompletableFuture<Void> thenAcceptBoth(CompletionStage<? extends U> other,BiConsumer<? super T, ? super U> action) public <U> CompletableFuture<Void> thenAcceptBothAsync( CompletionStage<? extends U> other,BiConsumer<? super T, ? super U> action) public <U> CompletableFuture<Void> thenAcceptBothAsync(CompletionStage<? extends U> other,BiConsumer<? super T, ? super U> action, Executor executor) 如果不相熟函数式编程，可能看这些办法签名会有些头疼，然而本篇只要求你懂一点Java中的Lambda函数的基本知识即可。第二个参数用于接两个运算的值，第一个参数给CompletableFuture的supplyAsync的返回就行。BiFunction和BiConsumer这两个函数式接口的区别在于，BitFunction要求给的Lambda函数有返回值，而BitConsumer是无返回值的。第三个参数如果不给的话，如果用的办法是带Async的，则会启用CompletableFuture内置的线程池，不举荐应用CompletableFuture内置的线程池来执行合并行为。不带Async的是用前两个运算中率先实现工作的线程来执行合并运算。
下面咱们讲的是计算模型是CompletableFuture反对的一种模型: 二元依赖。事实上CompletableFuture能够反对零元依赖、一元依赖、二元依赖、多元依赖。依赖的意思是某个回调须要满足某些条件能力触发，零元依赖是不须要任何依赖，间接异步执行一个办法，像上面这样:
public static void main(String[] args) { // 线程池用的还是上文的线程池,这里不再贴出 // 创立零元依赖的第一种形式 // 第一个参数用的是Lambda表达式 传入的办法体就是打印并返回hello world CompletableFuture<String> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("hello world"); return "hello world"; }, EXECUTOR_SERVICE); // 形式二 通过静态方法创立 CompletableFuture<String> cf2 = CompletableFuture.completedFuture("complete"); System.out.println(cf2); // 形式三 经常被用来将一个一般的回调办法转换为CompletableFuture,纳入到CompletableFuture的编排中 CompletableFuture cf3 = new CompletableFuture(); cf3.complete("complete"); System.out.println(cf3);}其实上周这篇文章没发的一个起因就是我不了解CompletableFuture的completedFuture、complete办法，我不了解这两个办法是做啥用的，因为我将其类比到了Stream流的收集操作，认为是最终的工作实现之后会触发这个办法，但这个办法接管的是人一个值，这里我就又想不通了。其实咱们能够将complete 办法能够了解为工作的终点。 后面的例子一个典型的例子就是咱们晓得工作的终点，所以依据工作的不同类型抉择runAsync(无返回值给下个阶段做运算)，supplyAsync(有返回值给下个阶段做运算), 然而有一种计算模型是被咱们所疏忽的，即内部告诉咱们开始计算:
private static void noticeCompute() { //EXECUTOR_SERVICE 是一个线程池 CompletableFuture completableFuture = new CompletableFuture(); completableFuture.thenAcceptAsync(lastResult->{ System.out.println(lastResult); },EXECUTOR_SERVICE); // ompletableFuture.complete("hello world"); 语句一}其实能够间接看出下面的代码什么也不会输入，起因在于thenAcceptAsync并未接管到值，咱们解除语句一的正文，就能输入hello world。 我将complete办法了解为告诉，像是多米诺骨牌的第一张倒下的牌。下面咱们介绍的是二元依赖，这是一个比拟显明的例子，二元依赖的合作工作都能实现，那就意味着能实现一元依赖或者多元依赖运算。 所谓一元依赖运算指的是咱们有两个执行办法，权且称之为办法一和办法二，办法一是工作的终点，办法二依赖办法一的后果，更为艰深一点的介绍是办法一的返回后果是办法二的入参，如上面的代码所示:
private static void oneDemo() { String methodOneResult = methodOne(); methodTwo(methodOneResult); }如果想将办法methodOne、methodTwo办法都各自委托给一个线程来实现下面的工作，咱们用CompletableFuture能够这么写
private static void oneAsyncDemo() { CompletableFuture.supplyAsync(() -> methodOne(),EXECUTOR_SERVICE).thenAcceptAsync(lastResult-> methodTwo(lastResult),EXECUTOR_SERVICE); }有同学看到这里可能会说，thenAcceptAsync承受的lambda表达式没有返回值，那如果我还想用methodTwo办法的返回值怎么办，CompletableFuture也早有筹备，能够用thenSupplyAsync接口。 其实看到这里咱们曾经能够大抵总结进去CompletableFuture办法的法则了：
- 带supply办法要求给的lambda表达式有返回值
- 带accept办法要求给的lambda表达式无返回值
- 办法名带async的会启用一个线程去执行传入的lambda表达式
- 合并两个线程的计算结果, 带combine承受的lambda表达式的要求有返回值，带accept承受的lambda表达式不要求有返回值。
join 和 get办法都用来获取计算结果，get 办法有查看异样，要求开发者强制解决。
上面咱们来介绍多元依赖运算，所谓多元依赖运算艰深的讲就是咱们四个办法: 办法一、办法二、办法三、办法四。办法四须要在办法一、办法二、办法三执行结束之后才执行，同时依据三个办法的返回值进行运算, 同步的写法如下图所示：
private static void multiDemo() { String resultOne = methodOne(); String resultTwo = methodTwo(""); String resultThree = methodThree(""); methodFour(resultOne,resultTwo,resultThree); }下面的methodFour办法是用三个办法的返回值作为入参，如果将下面四个办法都各自委托给一个线程进行计算，咱们能够这么做:
private static void multiAsyncDemo() { CompletableFuture<String> oneFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> methodOne(),EXECUTOR_SERVICE); CompletableFuture<String> twoFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> methodTwo(""),EXECUTOR_SERVICE); CompletableFuture<String> threeFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> methodThree(""),EXECUTOR_SERVICE); CompletableFuture<Void> cf = CompletableFuture.allOf(oneFuture, twoFuture, threeFuture); cf.thenAcceptAsync(o->{ // thenAcceptAsync 在oneFuture、twoFuture、threeFuture计算实现之后,才会执行 // 所以这里能够间接调用join办法拿后果 String resultOne = oneFuture.join(); String resultTwo = twoFuture.join(); String resultThree = threeFuture.join(); System.out.println(resultOne+resultTwo+resultThree); },EXECUTOR_SERVICE); }那有同学看到这里就会问了，那如果我想要methodOne、methodTwo、methodThree任意一个返回后果，我该怎么写，CompletableFuture提供了anyOf，写法示例如下图所示:
private static void multiAsyncAnyDemo() { CompletableFuture<String> oneFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> methodOne(),EXECUTOR_SERVICE); CompletableFuture<String> twoFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> methodTwo(""),EXECUTOR_SERVICE); CompletableFuture<String> threeFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> methodThree(""),EXECUTOR_SERVICE); CompletableFuture<Object> cf3 = CompletableFuture.anyOf(oneFuture, twoFuture, threeFuture); cf3.thenAcceptAsync(result ->{ System.out.println("我是最初后果"+result); }); }其实下面的二元依赖还有一种模型被咱们所疏忽，如下图所示:
运算三接管运算一、运算二的哪一个后果都行，CompletableFuture的示例如下图所示:
private static void anyTwoResult() { CompletableFuture<String> oneFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> methodOne(),EXECUTOR_SERVICE); CompletableFuture<String> twoFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> methodTwo(""),EXECUTOR_SERVICE); oneFuture.acceptEither(twoFuture,anyResult->{ System.out.println(anyResult); }); }异样解决
到当初为止咱们只是在第一个例子中用CompletableFuture的exceptionally解决过合作过程中的异样，exceptionally的特点是处理过程中有异样就解决，无异样就不执行，那如果咱们想让异样解决阶段必不可少呢，CompletableFuture提供了handle办法供咱们应用, handle办法事无论异样是否产生都会执行，示例如下:
private static void handleDemo() { CompletableFuture.supplyAsync(()->{ int i = 1 / 0; System.out.println("hello world"); return "hello world"; }).handle((result, exception)->{ if (exception != null){ System.out.println("果然呈现了异样"); return "产生了异样"; }else { return result; } }).thenAccept(o->{ System.out.println(o); });}那如果我并不想返回值呢，handle办法要求提供的lambda办法有返回值，如果不想给返回值能够用whenComplete, 如下图所示:
private static void whenCompleteDemo() { CompletableFuture.supplyAsync(()->{ int i = 1 / 0; System.out.println("hello world"); return "hello world"; }).whenComplete((result,ex)->{ if (ex != null){ ex.printStackTrace(); }else { System.out.println(result); } });}总结一下CompletableFuture
CompletableFuture 为咱们提供的计算模型如下
- 咱们本人指定计算终点
- 由内部抉择开始执行计算模型的机会
- 合并多个计算结果或抉择任意一个计算结果
Semaphore 示例
Semaphore 象征信号量，我集体将其了解为通行证，咱们能够用这个设置最大拜访数，举个事实的例子就是节假日风景区会涌来很多人，然而景区的接待能力是无限的，所以景区会抉择通过门票管制人数，门票卖光就须要期待其他人从风景区进去，这也相似于去饭店吃饭，饭店的人满了，就会发号，让人在饭店外期待。示例如下图所示：
private static void demo01() { // 一共只有两张票 Semaphore semaphore = new Semaphore(2); for (int i = 0; i < 4 ; i++) { EXECUTOR_SERVICE.submit(()->{ try { // 申请票 申请一次票少一张 // 如果票数为0，其余线程调用会陷入阻塞。 semaphore.acquire(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"进入饭店吃饭"); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"走出饭店 腾出一张桌子"); // 开释通行证,开释通行证的时候会唤醒 // 因调用acquire办法陷入阻塞的线程 semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); }}CyclicBarrier 示例
CountDownLatch中有两个示例: 一个是一个等多个，即线程在执行以后办法的时候，为了晋升整体的运行速度，抉择将一些工作提交给线程池解决，等线程池将工作处理完毕再接着往下执行。第二个则是多等一，多个线程先调用await办法，某个线程解决实现调用countDown。CyclicBarrier 提供的合作模型跟CountDownLatch略有不同，CyclicBarrier 实现的是相似于收集龙珠，每个人负责收集一颗龙珠，收集到龙珠之后，进行期待，所有人收集龙珠结束，大家就都能够喊出号召神龙了：
public class CyclicBarrierDemo { public static void main(String[] args) { CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7); for(int i = 1;i <= 7; i++) { int finalI = i; EXECUTOR_SERVICE.submit(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 收集到第" + finalI + "颗龙珠"); try { // 留神线程池的外围线程数要求是7个 // 此处须要七次调用。 // 号召神龙能力输入 cyclicBarrier.await(); System.out.println("****号召神龙"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } }); } }}写在最初
咱们比照一下CountDownLatch 、Semaphore 、CyclicBarrier 。这三个都能够用来实现线程之间进行相互期待，在下面的示例中咱们抉择用CountDownLatch用作工作计数器，用构造函数指定总任务数，每当一个线程实现一个工作，咱们调用countDown办法，对实现工作减一。如果所有工作没有实现，调用CountDownLatch的await办法的线程会陷入阻塞。而Semaphore 则是对某资源实现管制，咱们在构造函数中指定的数字就是容许线程调用acquire办法的次数，调用一次许可证减一，调用次数用进，其余线程无奈执行acquire办法之下的代码。而CyclicBarrier与CountDownLatch 相似，然而CyclicBarrier的await办法相似于CountDownLatch的countDown和await办法的结合体，先countDown再调用await，此时工作未实现，陷入阻塞。咱们能够用CompletableFuture 来实现CountDownLatch相似的成果。其实原本还打算介绍一下JDK 7的Phaser，然而思考到一篇外面塞太多货色也不利于排汇，就放到下一篇了。
参考资料
- Java CompletableFuture - Exception Handling https://www.logicbig.com/tuto...