掌握Guava的并发工具：轻松应对复杂并发场景

news2024/11/23 15:25:32

关于Guava的并发工具

Guava提供了一些丰富的并发工具，帮助开发者更好地处理并发编程中的问题。例如，Guava提供了ListenableFuture、CountDownLatch、CyclicBarrier等工具。这些工具对Java并发包（java.util.concurrent）进行了扩展，使其功能更强大，使用更方便。

具体来说，其中ListenableFuture是Guava对Java Future的扩展，它允许你注册回调函数，当Future的计算结果可用时，这个回调函数会被执行。CountDownLatch和CyclicBarrier则是用于同步的工具类，它们可以让一组线程等待彼此，然后再一起执行。

Guava的并发工具盘点

Guava提供的并发工具当然不仅仅只有ListenableFuture、CountDownLatch、CyclicBarrier等，还有很多其他的，博主这里算是抛砖引玉吧，把我用过的，我认为比较好用的，在这里给大家梳理总结一下，如果大家用到了其他更好用的，欢迎在评论区告诉，一起深入交流。那么本篇文章的主角就是ListenableFuture、CountDownLatch和CyclicBarrier，那么下面先简单的盘一下这几个类的功能特性：

ListenableFuture：它是Guava对JDK的Future接口的扩展。相比于传统的Future，ListenableFuture允许你注册一个回调函数，一旦计算完成，这个回调函数就会被执行。这使得ListenableFuture在处理异步计算的结果时提供了更大的灵活性。

CountDownLatch：这是Java中的一个并发工具类，用于协调多个线程之间的同步。CountDownLatch能够使一个线程等待其他线程完成各自的工作后再执行。例如，你可以使用CountDownLatch来确保在继续执行主线程之前，一组工作线程已经完成了它们的初始化工作。
CyclicBarrier：这是Java中的一个同步工具类。CyclicBarrier可以让一组线程互相等待，直到所有线程都达到某个状态后再一起执行。这在并行计算中特别有用，例如，你可能想要在所有线程都完成了它们的一部分计算后，再进行一次汇总操作。CyclicBarrier可以确保所有线程都在同一时间点进行这个汇总操作。

环境配置

目前maven中央仓库的最新版本是32.1.3-jre，本篇文章的所有示例也是基于这个版本：

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>32.1.3-jre</version>
</dependency>

Guava的并发工具如何使用

ListenableFuture

Guava类库的ListenableFuture是一个强大的工具，它扩展了Java的Future接口，增加了注册回调函数的功能。下面是一个使用Guava的ListenableFuture的示例：

public class ListenableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        ListeningExecutorService listeningExecutorService = MoreExecutors.listeningDecorator(executorService);
        ListenableFuture<String> future = listeningExecutorService.submit(new Callable<String>() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                // 模拟异步任务
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":异步任务执行完毕");
                return "异步任务执行成功：success";
            }
        });
        Futures.addCallback(future, new FutureCallback<String>() {
            @Override
            public void onSuccess(String result) {
                // 异步任务执行成功后的回调方法
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":异步任务执行成功，结果是：" + result);
                listeningExecutorService.shutdown();//收到回调结果后，建议关注线程池，否则监听回调程序会一直阻塞，不会结束；
            }
            @Override
            public void onFailure(Throwable t) {
                // 异步任务执行失败后的回调方法
                System.out.println("异步任务执行失败");
                t.printStackTrace();
            }
        }, executorService);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":主线程继续执行其他任务...");
    }
}

在上面这个示例中，我们使用了Guava的ListeningExecutorService来创建一个线程池，并通过submit方法提交了一个异步任务。该异步任务模拟了一个耗时操作，等待2秒后返回结果。然后，我们使用Futures.addCallback方法为ListenableFuture对象注册了一个回调函数。当异步任务执行成功时，会调用onSuccess方法，并打印出异步任务的结果；当异步任务执行失败时，会调用onFailure方法，并打印出异常信息。最后，主线程继续执行其他任务。需要注意的是：在这里我关闭了线程池，否则监听回调程序会一直阻塞，不会结束；

CountDownLatch

在下面这个示例中，我们使用了Guava类库的Uninterruptibles.awaitUninterruptibly()方法来等待CountDownLatch的计数器变为0。这与使用Java标准库中的latch.await()方法类似，但Guava提供的方法能够更优雅地处理中断。其余部分与之前的示例相同，创建了多个工作线程，并使用CountDownLatch来协调它们的执行。当所有工作线程都调用latch.countDown()方法后，计数器将变为0，然后主线程通过Uninterruptibles.awaitUninterruptibly(latch)等待所有工作线程执行完毕，并输出"All worker threads have finished."。


public class GuavaCountDownLatchExample {
    public static void main(String[] args) {
        int numberOfThreads = 3;
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(numberOfThreads);
        for (int i = 0; i < numberOfThreads; i++) {
            new Thread(new Worker(latch), "Thread" + i).start();
        }
        Uninterruptibles.awaitUninterruptibly(latch); // 使用Guava的Uninterruptibles类等待所有工作线程执行完毕
        System.out.println("All worker threads have finished.");
    }
}

class Worker implements Runnable {
    private final CountDownLatch latch;

    Worker(CountDownLatch latch) {
        this.latch = latch;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is working.");
            Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000)); // 模拟工作线程执行的任务
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has finished.");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            latch.countDown(); // 工作线程完成任务后，计数器减一
        }
    }
}

CyclicBarrier

在 Guava 类库中，没有直接提供 CyclicBarrier 类。CyclicBarrier 是 Java 标准库中的一个类，它可以用于多线程间的同步。这里也简单梳理一下他的用法，因为在做多线程间同步协调的相关业务时，CountDownLatch和CyclicBarrier，是两个绕不过去的选项，这里放在一起也好作个对比。

在下面这个示例中，创建了10个工作线程，每个线程都执行相同的任务。这些线程通过CyclicBarrier进行同步，确保所有线程都达到屏障点（即调用cyclicBarrier.await()方法）后再一起继续执行。当所有线程都调用cyclicBarrier.await()方法后，屏障会被打破，所有线程可以继续执行后续的任务。在这个示例中，后续的任务是输出线程名称和"is running"的消息。


public class CyclicBarrierExample {
    public static void main(String[] args) {
        final int totalThread = 10;
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(totalThread);

        for (int i = 0; i < totalThread; i++) {
            new Thread(new Task(cyclicBarrier), "Thread" + i).start();
        }
    }
}

class Task implements Runnable {
    private CyclicBarrier cyclicBarrier;

    public Task(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
        this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is ready");
        try {
            cyclicBarrier.await(); //等待其他线程到达屏障点
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");
    }
}

写在最后

希望这篇文章能够为你提供有关 Guava 的并发工具类的使用方法，让你在处理异步任务时能够更加得心应手。如果你觉得这篇文章对你有所帮助，不妨点个赞并分享给你的朋友。同时，欢迎关注我的公众号（凡夫编程）/博客（凡夫贬夫），获取更多关于技术知识和实用工具的分享。你的支持是我们创作的动力，也是我们分享更多优质内容的动力。谢谢！

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