如何实现 Java 线程池等待线程执行完毕再执行主线程
在现代软件开发中，线程池是实现并发编程的重要工具。使用线程池可以提高程序的性能和资源利用率。然而，有时我们需要在主线程中等待线程池中的任务完成后再继续执行。本文将详细介绍如何实现这一过程。
流程概述
在实现“Java线程池等待线程执行完毕再执行主线程”的过程中，我们可以按照以下步骤进行：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 创建一个线程池 |
| 2 | 提交任务到线程池 |
| 3 | 等待线程池中的任务完成 |
| 4 | 继续执行主线程 |
详细步骤
接下来，我们将详细讲解每一步所需的代码和实现。
步骤 1：创建一个线程池
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
// 创建一个固定大小为4的线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
代码解释：
Executors.newFixedThreadPool(4)创建了一个固定大小为4的线程池，这意味着最多可以同时执行4个任务。
步骤 2：提交任务到线程池
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int taskId = i;
executorService.submit(() -> {
System.out.println("执行任务：" + taskId);
// 模拟任务执行时间
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
代码解释：
executorService.submit(() -> {...})提交一个任务到线程池。这里使用了 Lambda 表达式简化代码。Thread.sleep(1000)模拟任务执行需要的时间。
步骤 3：等待线程池中的任务完成
executorService.shutdown(); // 关闭线程池，不再接受新任务
try {
// 等待所有任务完成
if (!executorService.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
executorService.shutdownNow(); // 超过时间限制则强制关闭
}
} catch (InterruptedException e) {
executorService.shutdownNow(); // 在等待期间被中断则强制关闭
}
代码解释：
executorService.shutdown()关闭线程池并不再接受新任务。executorService.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)等待最多60秒，直到所有任务完成。- 如果超时（未完成所有任务），则通过
executorService.shutdownNow()强制关闭线程池。
步骤 4：继续执行主线程
System.out.println("所有任务已完成，主线程继续执行...");
代码解释：
- 当所有任务完成后，主线程将继续执行后续的代码。
最终代码示例
将以上所有代码结合在一起，完整示例如下：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadPoolExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个固定大小为4的线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
// 提交任务到线程池
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int taskId = i;
executorService.submit(() -> {
System.out.println("执行任务：" + taskId);
// 模拟任务执行时间
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
// 等待线程池中的任务完成
executorService.shutdown(); // 关闭线程池，不再接受新任务
try {
// 等待所有任务完成
if (!executorService.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
executorService.shutdownNow(); // 超过时间限制则强制关闭
}
} catch (InterruptedException e) {
executorService.shutdownNow(); // 在等待期间被中断则强制关闭
}
// 继续执行主线程
System.out.println("所有任务已完成，主线程继续执行...");
}
}
关系图
我们使用 mermaid 创建一个示意图，展示线程池与主线程之间的关系。
erDiagram
THREAD_POOL {
String name
Integer maxThreads
}
TASK {
String taskId
}
THREAD_POOL ||--o{ TASK: manages
TASK }o--|| THREAD_POOL: runs
性能分析
以下是使用 mermaid生成的饼状图，展示了线程池在执行过程中各个任务的完成状态。
pie
title 任务完成情况
"已完成的任务": 10
"未完成的任务": 0
结论
通过上述步骤，我们成功地实现了“在 Java 线程池中等待线程执行完毕再执行主线程”的功能。线程池不仅提高了程序的并发性能，还通过 awaitTermination 方法使得主线程能够优雅地等待其他线程完成。在实际开发中，善加利用这些技术，能够显著提升程序的效率与安全性。希望这篇文章能帮助到刚入行的你，理解并掌握线程池的使用。
