一个线程等待多个线程 java

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mob64ca12e08acf 2025-02-21 07:26:13 ©著作权

文章标签 主线程 Java 甘特图 文章分类 Java 后端开发

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在Java中实现一个线程等待多个线程的示例

在多线程编程中，有时我们需要一个线程等待多个其他线程执行完毕。这种场景在许多应用程序中都很常见，比如当一个主线程需要处理来自多个子线程的结果时。这篇文章将讨论如何在Java中实现这个功能，并提供代码示例，以及与之相关的甘特图和旅行图。

1. 线程的基本概念

线程是程序执行的最小单元，当我们在Java中创建一个新的线程时，可以同时执行多个任务。使用Java的Thread类或实现Runnable接口可以轻松创建线程。

2. 使用CountDownLatch等待多个线程

在Java的java.util.concurrent包中，我们有一个非常有用的工具叫做CountDownLatch。它允许一个线程等待一个或多个其他线程完成各自的任务。CountDownLatch的工作方式很简单：它初始化一个计数器，后续线程在完成任务后调用countDown()，而等待线程则调用await()。

以下是一个简单的示例，展示如何使用CountDownLatch来实现一个线程等待多个线程。

示例代码

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchExample {

    private static final int NUM_OF_THREADS = 3;

    public static void main(String[] args) {
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(NUM_OF_THREADS);

        for (int i = 0; i < NUM_OF_THREADS; i++) {
            new Thread(new Worker(latch, i)).start();
        }

        try {
            latch.await(); // 主线程等待所有的worker线程完成
            System.out.println("所有线程已完成，主线程继续执行。");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    static class Worker implements Runnable {
        private final CountDownLatch latch;
        private final int threadNumber;

        public Worker(CountDownLatch latch, int threadNumber) {
            this.latch = latch;
            this.threadNumber = threadNumber;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程 " + threadNumber + " 开始工作...");
            try {
                // 模拟工作
                Thread.sleep((threadNumber + 1) * 1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                System.out.println("线程 " + threadNumber + " 工作完成.");
                latch.countDown(); // 通知主线程该线程已完成
            }
        }
    }
}

代码分析

在上面的代码中，我们首先创建了一个CountDownLatch实例，并将计数器设置为3。然后我们启动三个工作线程，每个线程在完成其工作后调用countDown()。主线程通过调用await()方法等待所有线程完成。在所有线程执行完毕后，主线程将会继续执行。

3. 甘特图与旅行图

为了帮助更好地理解这个示例的执行过程，我们可以使用甘特图和旅行图来表现线程的执行顺序。

甘特图

下面是一个使用Mermaid语法绘制的甘特图，展示了各线程的执行时间。

gantt
    title 线程执行甘特图
    dateFormat  HH:mm
    axisFormat  %H:%M
    section Worker Threads
    线程 0        :done,  des1, 00:00, 00:01
    线程 1        :active,  des2, 00:01, 00:02
    线程 2        :          des3, 00:02, 00:03

旅行图

接下来，我们用旅行图来描述线程的执行旅程。

journey
    title 线程执行流程
    section Worker 线程
      线程 0 开始工作: 5:  1: 工作中
      线程 0 完成工作: 5:  1: 工作完成
      线程 1 开始工作: 5:  1: 工作中
      线程 1 完成工作: 5:  1: 工作完成
      线程 2 开始工作: 5:  1: 工作中
      线程 2 完成工作: 5:  1: 工作完成
      主线程继续执行: 5:  1: 继续进行