五种判断线程池任务执行完成的方式

Thread线程是否执行完成，我们可以调用join方法然后等待线程执行完成；那在使用线程池的时候，我们如何知道线程已经执行完成了？本文就带给大家五种判断的方式：

  • isTerminated() 方式，在执行 shutdown() ，关闭线程池后，判断是否所有任务已经完成。
  • ThreadPoolExecutor 的 getCompletedTaskCount() 方法，判断完成任务数和全部任务数是否相等。
  • CountDownLatch计数器，使用闭锁计数来判断是否全部完成。
  • 手动维护一个公共计数 ，原理和闭锁类似，就是更加灵活。
  • 使用submit向线程池提交任务，Future判断任务执行状态。

方法一：isTerminated()

测试代码

package pool;

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

/**
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 创建一个最大线程数15的线程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 线程执行方法，随机等待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("当前线程执行结束: " + 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("还没停止。。。");
        }
        System.out.println("全部执行完毕");
    }
}

上述代码处理逻辑在主线程中进行循环判断，全部任务是否已经完成。

这里有两个主要方法：

  • shutdown() ：对线程池进行有序关闭。调用该方法后，线程池将不再接受新的任务，但会继续执行已提交的任务。如果线程池已经处于关闭状态，则对该方法的调用没有额外的作用。
  • isTerminated() ：判断线程池中的所有任务是否在关闭后完成。只有在调用了shutdown()或shutdownNow()方法后，所有任务执行完毕，才会返回true。需要注意的是，在调用shutdown()之前调用isTerminated()方法始终返回false。

优缺点分析

优点 ：操作简单。
缺点 ：需要关闭线程池。并且日常使用是将线程池注入到Spring容器，然后各个组件中统一用同一个线程池，不能直接关闭线程池。

方法二：getCompletedTaskCount()

测试代码

package pool;

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

/**
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 创建一个最大线程数15的线程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 线程执行方法，随机等待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("当前线程执行结束: " + 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));
        }
        //当线程池完成的线程数等于线程池中的总线程数
        while (!(pool.getTaskCount() == pool.getCompletedTaskCount())) {
            System.out.println("任务总数:" + pool.getTaskCount() + "； 已经完成任务数:" + pool.getCompletedTaskCount());
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("还没停止。。。");
        }
        System.out.println("全部执行完毕");
    }
}

上述代码处理逻辑还是一样在主线程循环判断，主要就两个方法：

  • getTaskCount() ：返回计划执行的任务总数。由于任务和线程的状态可能在计算过程中动态变化，返回的值只是一个近似值。这个方法返回的是线程池提交的任务总数，包括已经完成和正在执行中的任务。
  • getCompletedTaskCount() ：返回已经完成执行的任务的大致总数。由于任务和线程的状态可能在计算过程中动态改变，返回的值只是一个近似值，并且在连续的调用中不会减少。这个方法返回的是已经完成执行的任务数量，不包括正在执行中的任务。

优缺点分析

  • 优点 ：不必关闭线程池，避免了创建和销毁带来的损耗。
  • 缺点 ：使用这种判断存在很大的限制条件；必须确定在循环判断过程中没有新的任务产生。

方法三：CountDownLatch

测试代码

package pool;

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

/**
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 创建一个最大线程数15的线程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 线程执行方法，随机等待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("当前线程执行结束: " + index);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 方法三：CountDownLatch
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //计数器，判断线程是否执行结束
        CountDownLatch taskLatch = new CountDownLatch(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> {
                sleepMethod(index);
                taskLatch.countDown();
                System.out.println("当前计数器数量：" + taskLatch.getCount());
            });
        }
        //当前线程阻塞，等待计数器置为0
        taskLatch.await();
        System.out.println("全部执行完毕");
    }
}

优缺点分析

优点 ：代码优雅，不需要对线程池进行操作。
缺点 ：需要提前知道线程数量；性能较差；还需要在线程代码块内加上异常判断，否则在 countDown之前发生异常而没有处理，就会导致主线程永远阻塞在 await。

方法四：公共计数

测试代码

package pool;

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

/**
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 创建一个最大线程数15的线程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 线程执行方法，随机等待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("当前线程执行结束: " + index);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static int taskNum = 0; //计数器

    /**
     * 方法四：公共计数
     * @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("还没停止。。。当前完成任务数:" + taskNum);
        }
        System.out.println("全部执行完毕");
    }
}

这种实现其实就是通过加锁计数，然后循环判断。

优缺点分析

  • 优点 ：手动维护方式更加灵活，对于一些特殊场景可以手动处理。
  • 缺点 ：和CountDownLatch相比，一样需要知道线程数目，但是代码实现比较麻烦。

方法五：Future

测试代码

package pool;

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

/**
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 创建一个最大线程数15的线程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 线程执行方法，随机等待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("当前线程执行结束: " + 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("还没停止。。。");
        }
        System.out.println("全部执行完毕");
    }
}

优缺点分析

优点：使用简单，不需要关闭线程池。

缺点：每个提交给线程池的任务都会关联一个Future对象，这可能会引入额外的内存开销。如果需要处理大量的任务，可能会占用较多的内存。

测试代码汇总

package pool;

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

/**
 * 五种判断线程池任务执行完成的方式
 * @author 百里
 */
public class BaiLiIsShutdownThreadPoolDemo {
    /**
     * 创建一个最大线程数15的线程池
     */
    public static ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
            10,
            15,
            0L,
            TimeUnit.MILLISECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10));
    /**
     * 线程执行方法，随机等待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("当前线程执行结束: " + 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("还没停止。。。");
        }
        System.out.println("全部执行完毕");
    }


    /**
     * 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));
        }
        //当线程池完成的线程数等于线程池中的总线程数
        while (!(pool.getTaskCount() == pool.getCompletedTaskCount())) {
            System.out.println("任务总数:" + pool.getTaskCount() + "； 已经完成任务数:" + pool.getCompletedTaskCount());
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("还没停止。。。");
        }
        System.out.println("全部执行完毕");
    }

    /**
     * 方法三：CountDownLatch
     * @throws Exception
     */
    public static void countDownLatchTest(String[] args) throws Exception {
        //计数器，判断线程是否执行结束
        CountDownLatch taskLatch = new CountDownLatch(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int index = i;
            pool.execute(() -> {
                sleepMethod(index);
                taskLatch.countDown();
                System.out.println("当前计数器数量：" + taskLatch.getCount());
            });
        }
        //当前线程阻塞，等待计数器置为0
        taskLatch.await();
        System.out.println("全部执行完毕");
    }

    private static int taskNum = 0;

    /**
     * 方法四：公共计数
     * @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("还没停止。。。当前完成任务数:" + taskNum);
        }
        System.out.println("全部执行完毕");
    }

    /**
     * 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("还没停止。。。");
        }
        System.out.println("全部执行完毕");
    }
}

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