巧用屏障Latch和Future：多线程任务管理的利器

2024-03-04 01:38:44

## 使用屏障Latch和Future管理多线程任务

导言

在现代软件开发中，利用多线程来提升程序效率至关重要。ExecutorService 是一种强大的工具，可以让你轻松创建和管理线程池，从而并行执行多个任务。但是，管理线程池中的任务执行情况往往是一个挑战。本文将探讨两种有用的技术：屏障Latch和Future，它们可以帮助你有效地跟踪和管理ExecutorService 中的任务。

屏障Latch：等待所有任务完成

屏障Latch是一种同步机制，它允许一个线程等待，直到特定数量的事件发生。在ExecutorService 中，你可以创建一个屏障Latch，其计数与你要执行的任务数相同。每个任务完成时，它都会调用countDown() 方法，从而减少屏障Latch的计数。主线程可以调用await() 方法，该方法将阻塞，直到屏障Latch的计数达到0。

优点：

确保所有任务在继续执行主线程之前完成
易于使用和实现
在需要确保所有任务完成的场景中非常有用

缺点：

可能会导致主线程阻塞，如果任务执行时间过长
无法获取单个任务的执行结果

Future：获取任务执行结果

Future表示一个异步计算的结果。它允许你向ExecutorService 提交一个Callable 任务（一个带有返回值的任务），并在任务完成后获取其结果。ExecutorService 会返回一个Future 对象，该对象提供了几个方法，包括get() 方法，用于获取任务的执行结果。

优点：

允许你获取单个任务的执行结果
不需要使用显式的同步机制（例如屏障Latch）
可以使用CompletableFuture 进行更高级别的操作

缺点：

必须处理任务执行异常
可能需要复杂的代码来处理多个任务的执行结果

何时使用屏障Latch或Future？

选择屏障Latch还是Future取决于你的具体需求。

使用屏障Latch： 当你需要确保所有任务在继续执行主线程之前完成时，例如数据处理或系统初始化。
使用Future： 当你需要获取单个任务的执行结果时，例如网络请求或文件读取。

示例代码

以下代码示例演示了如何使用屏障Latch和Future：

使用屏障Latch：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(4);

for (int i = 0; i < 4; i++) {
    executor.execute(() -> {
        // 执行任务
        latch.countDown();
    });
}

latch.await(); // 等待所有任务完成

使用Future：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
List<Future<Integer>> futures = new ArrayList<>();

for (int i = 0; i < 4; i++) {
    futures.add(executor.submit(() -> {
        // 执行任务
        return i;
    }));
}

for (Future<Integer> future : futures) {
    System.out.println(future.get()); // 获取任务执行结果
}