Spring Boot中Java主线程与线程池任务的执行顺序及控制问题

场景说明 #

我有一个Spring Boot演示项目，应用启动时会创建线程池。主线程中包含两个任务：

• Task A：包含大量API调用，会提交至线程池执行
• Task B：仅包含数据库查询操作，直接在主线程执行

以下是针对三个技术问题的解答：

问题1：采用示例代码实现时，Task B是否会比Task A更早执行？ #

大概率会。调用executor.submit()只是将Task A提交到线程池的任务队列，线程池需要调度空闲线程来启动这个任务，这个调度过程存在一定开销。而主线程提交完Task A后会立即执行Task B，不会等待线程池启动Task A，所以Task B几乎肯定会比Task A先开始执行，甚至可能在Task A还未启动时就已执行完成。

问题2：是否可以让Task B等待Task A执行完成后再执行？若可行，该如何实现？ #

可以，有几种简单的实现方式：

• 方式一：利用Future阻塞等待
  submit()方法会返回Future对象，调用其get()方法会阻塞主线程，直到Task A执行完成：

  public static void main(String[] args) throws Exception {
      ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
  
      // 提交Task A并获取Future
      Future<?> taskAFuture = executor.submit(() -> {
          // process 1: fetch API
          // process 2: call Database 
          // process 3: fetch API
          // process 4: call Database 
      });
  
      // 主线程阻塞，等待Task A执行完成
      taskAFuture.get();
  
      // Task B开始执行
      db.query(xxx);
  }
  

• 方式二：使用CountDownLatch
  初始化一个计数为1的CountDownLatch，Task A执行完毕后调用countDown()，主线程调用await()等待计数归零：

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
      ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
      CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
  
      executor.submit(() -> {
          try {
              // process 1: fetch API
              // process 2: call Database 
              // process 3: fetch API
              // process 4: call Database 
          } finally {
              // Task A执行完成，计数减1
              latch.countDown();
          }
      });
  
      // 主线程阻塞等待
      latch.await();
  
      // Task B开始执行
      db.query(xxx);
  }
  

• 方式三：关闭线程池并等待终止（适合线程池不再复用的场景）
  如果Task A是线程池的最后一个任务，可以先关闭线程池，再等待所有任务执行完成：

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
      ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
  
      executor.submit(() -> {
          // process 1: fetch API
          // process 2: call Database 
          // process 3: fetch API
          // process 4: call Database 
      });
  
      // 关闭线程池，不再接受新任务
      executor.shutdown();
      // 等待所有已提交任务执行完成
      executor.awaitTermination(1, TimeUnit.HOURS);
  
      // Task B开始执行
      db.query(xxx);
  }
  

问题3：假设线程池无空闲工作线程处理Task A，会出现什么情况？主线程是否会跳过Task A优先执行Task B？ #

当线程池没有空闲线程时，Task A会被放入线程池的任务队列（newFixedThreadPool默认使用无界的LinkedBlockingQueue）等待，这个提交过程不会阻塞主线程。主线程提交完Task A后会立即执行Task B，不会因为Task A未被执行而等待，所以Task B依然会优先执行，和线程池是否有空闲线程无关。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者auntR