- 如何让两个线程依次执行？
假设有两个线程，一个是线程 A，另一个是线程 B，两个线程分别依次打印 1-3 三个数字即可。来看下代码：
private static void demo1() {Thread A = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {printNumber("A");}});Thread B = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {printNumber("B");}});A.start();B.start();}
- 其中的
printNumber(String)实现如下，用来依次打印 1, 2, 3 三个数字：
private static void printNumber(String threadName) {int i=0;while (i++ < 3) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(threadName + " print: " + i);}}
- 这时得到的结果是：
B print: 1 A print: 1 B print: 2 A print: 2 B print: 3 A print: 3
- 可以看到 A 和 B 是同时打印的。
那么，如果希望 B 在 A 全部打印 完后再开始打印呢？可以利用thread.join()方法，代码如下:
private static void demo2() {Thread A = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {printNumber("A");}});Thread B = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("B 开始等待 A");try {A.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}printNumber("B");}});B.start();A.start();}
- 得到的结果如下：
B 开始等待 A A print: 1 A print: 2 A print: 3B print: 1 B print: 2 B print: 3
- 所以能看到
A.join()方法会让 B 一直等待直到 A 运行完毕。
如何让 两个线程按照指定方式有序交叉运行呢？
还是上面那个例子，现在希望 A 在打印完 1 后，再让 B 打印 1, 2, 3，最后再回到 A 继续打印 2, 3。这种需求下，显然Thread.join()已经不能满足了。需要更细粒度的锁来控制执行顺序。
这里，可以利用object.wait()和object.notify()两个方法来实现。代码如下：
/*** A 1, B 1, B 2, B 3, A 2, A 3*/private static void demo3() {Object lock = new Object();Thread A = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {synchronized (lock) {System.out.println("A 1");try {lock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("A 2");System.out.println("A 3");}}});Thread B = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {synchronized (lock) {System.out.println("B 1");System.out.println("B 2");System.out.println("B 3");lock.notify();}}});A.start();B.start();}
- 打印结果如下：
A 1 A waiting…B 1 B 2 B 3 A 2 A 3
- 正是期望的结果。
那么，这个过程发生了什么呢？ - 首先创建一个 A 和 B 共享的对象锁
lock = new Object(); - 当 A 得到锁后，先打印 1，然后调用
lock.wait()方法，交出锁的控制权，进入wait状态； - 对 B 而言，由于 A 最开始得到了锁，导致 B 无法执行；直到 A 调用
lock.wait()释放控制权后， B 才得到了锁； - B 在得到锁后打印 1， 2， 3；然后调用
lock.notify()方法，唤醒正在wait的 A; - A 被唤醒后，继续打印剩下的 2，3。
为了更好理解，在上面的代码里加上 log 方便查看。
private static void demo3() {Object lock = new Object();Thread A = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("INFO: A 等待锁 ");synchronized (lock) {System.out.println("INFO: A 得到了锁 lock");System.out.println("A 1");try {System.out.println("INFO: A 准备进入等待状态，放弃锁 lock 的控制权 ");lock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("INFO: 有人唤醒了 A, A 重新获得锁 lock");System.out.println("A 2");System.out.println("A 3");}}});Thread B = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("INFO: B 等待锁 ");synchronized (lock) {System.out.println("INFO: B 得到了锁 lock");System.out.println("B 1");System.out.println("B 2");System.out.println("B 3");System.out.println("INFO: B 打印完毕，调用 notify 方法 ");lock.notify();}}});A.start();B.start();}
打印结果如下:
INFO: A 等待锁 INFO: A 得到了锁 lock A 1 INFO: A 准备进入等待状态，调用 lock.wait() 放弃锁 lock 的控制权 INFO: B 等待锁 INFO: B 得到了锁 lock B 1 B 2 B 3 INFO: B 打印完毕，调用 lock.notify() 方法 INFO: 有人唤醒了 A, A 重新获得锁 lock A 2 A 3
四个线程 A B C D，其中 D 要等到 A B C 全执行完毕后才执行，而且 A B C 是同步运行的
最开始介绍了 thread.join()，可以让一个线程等另一个线程运行完毕后再继续执行，那可以在 D 线程里依次 join A B C，不过这也就使得 A B C 必须依次执行，而要的是这三者能同步运行。
或者说，希望达到的目的是：A B C 三个线程同时运行，各自独立运行完后通知 D；对 D 而言，只要 A B C 都运行完了，D 再开始运行。针对这种情况，可以利用 CountdownLatch 来实现这类通信方式。它的基本用法是：
- 创建一个计数器，设置初始值，
CountdownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2); - 在 等待线程 里调用
countDownLatch.await()方法，进入等待状态，直到计数值变成 0； - 在 其他线程 里，调用
countDownLatch.countDown()方法，该方法会将计数值减小 1； - 当 其他线程 的
countDown()方法把计数值变成 0 时，等待线程 里的countDownLatch.await()立即退出，继续执行下面的代码。
实现代码如下：
private static void runDAfterABC() {int worker = 3;CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(worker);new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("D is waiting for other three threads");try {countDownLatch.await();System.out.println("All done, D starts working");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}).start();for (char threadName='A'; threadName <= 'C'; threadName++) {final String tN = String.valueOf(threadName);new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(tN + " is working");try {Thread.sleep(100);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}System.out.println(tN + " finished");countDownLatch.countDown();}}).start();}}
下面是运行结果：
D is waiting for other three threads A is working B is working C is workingA finished C finished B finished All done, D starts working
其实简单点来说，CountDownLatch 就是一个倒计数器，把初始计数值设置为3，当 D 运行时，先调用 countDownLatch.await() 检查计数器值是否为 0，若不为 0 则保持等待状态；当A B C 各自运行完后都会利用countDownLatch.countDown()，将倒计数器减 1，当三个都运行完后，计数器被减至 0；此时立即触发 D 的 await() 运行结束，继续向下执行。
因此，CountDownLatch 适用于一个线程去等待多个线程的情况。
三个运动员各自准备，等到三个人都准备好后，再一起跑
上面是一个形象的比喻，针对 线程 A B C 各自开始准备，直到三者都准备完毕，然后再同时运行 。也就是要实现一种 线程之间互相等待 的效果，那应该怎么来实现呢？
上面的 CountDownLatch 可以用来倒计数，但当计数完毕，只有一个线程的 await() 会得到响应，无法让多个线程同时触发。
为了实现线程间互相等待这种需求，可以利用 CyclicBarrier 数据结构，它的基本用法是：
- 先创建一个公共
CyclicBarrier对象，设置 同时等待 的线程数，CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3); - 这些线程同时开始自己做准备，自身准备完毕后，需要等待别人准备完毕，这时调用
cyclicBarrier.await();即可开始等待别人； - 当指定的 同时等待 的线程数都调用了
cyclicBarrier.await();时，意味着这些线程都准备完毕好，然后这些线程才 同时继续执行。
实现代码如下，设想有三个跑步运动员，各自准备好后等待其他人，全部准备好后才开始跑：
private static void runABCWhenAllReady() {int runner = 3;CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(runner);final Random random = new Random();for (char runnerName='A'; runnerName <= 'C'; runnerName++) {final String rN = String.valueOf(runnerName);new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {long prepareTime = random.nextInt(10000) + 100;System.out.println(rN + " is preparing for time: " + prepareTime);try {Thread.sleep(prepareTime);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}try {System.out.println(rN + " is prepared, waiting for others");cyclicBarrier.await(); // 当前运动员准备完毕，等待别人准备好} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(rN + " starts running"); // 所有运动员都准备好了，一起开始跑}}).start();}}
打印的结果如下：
A is preparing for time: 4131 B is preparing for time: 6349 C is preparing for time: 8206 A is prepared, waiting for others B is prepared, waiting for others C is prepared, waiting for others C starts running A starts running B starts running
子线程完成某件任务后，把得到的结果回传给主线程
实际的开发中，经常要创建子线程来做一些耗时任务，然后把任务执行结果回传给主线程使用，这种情况在 Java 里要如何实现呢？
回顾线程的创建，一般会把 Runnable 对象传给 Thread 去执行。Runnable定义如下：
public interface Runnable {public abstract void run();}
可以看到 run() 在执行完后不会返回任何结果。那如果希望返回结果呢？这里可以利用另一个类似的接口类 Callable：
@FunctionalInterfacepublic interface Callable<V> {/*** Computes a result, or throws an exception if unable to do so.** @return computed result* @throws Exception if unable to compute a result*/V call() throws Exception;}
可以看出 Callable 最大区别就是返回范型 V 结果。
那么下一个问题就是，如何把子线程的结果回传回来呢？在 Java 里，有一个类是配合 Callable 使用的：FutureTask，不过注意，它获取结果的 get 方法会阻塞主线程。
举例，让子线程去计算从 1 加到 100，并把算出的结果返回到主线程。
private static void doTaskWithResultInWorker() {Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {@Overridepublic Integer call() throws Exception {System.out.println("Task starts");Thread.sleep(1000);int result = 0;for (int i=0; i<=100; i++) {result += i;}System.out.println("Task finished and return result");return result;}};FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);new Thread(futureTask).start();try {System.out.println("Before futureTask.get()");System.out.println("Result: " + futureTask.get());System.out.println("After futureTask.get()");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();}}
打印结果如下：
Before futureTask.get() Task starts Task finished and return result Result: 5050 After futureTask.get()
可以看到，主线程调用 futureTask.get() 方法时阻塞主线程；然后 Callable 内部开始执行，并返回运算结果；此时 futureTask.get() 得到结果，主线程恢复运行。
这里可以学到，通过 FutureTask 和 Callable 可以直接在主线程获得子线程的运算结果，只不过需要阻塞主线程。当然，如果不希望阻塞主线程，可以考虑利用 ExecutorService，把 FutureTask 放到线程池去管理执行。
