1. 概述

在这篇文章中，我们将探讨如何检查一个包含多个Runnable对象的列表是否都已完成执行。我们知道，Runnable接口的实例可以作为Thread（/java-thread-lifecycle）运行。我们将使用如CompletableFuture和ThreadPoolExecutor这样的包装对象来运行这些线程。

2. 示例设置

首先，我们创建一个简单的Runnable，它只会记录一条消息，然后暂停一毫秒：

static Runnable RUNNABLE = () -> {
    try {
        System.out.println("launching runnable");
        Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
    }
};

现在，我们将创建一个List<Runnable>。在这个例子中，我们将重复添加相同的Runnable。一种实现方式是使用IntStream：

List<Runnable> runnables = IntStream.range(0, 5)
    .mapToObj(x -> RUNNABLE)
    .collect(Collectors.toList());

接下来，我们将展示如何运行这些Runnable对象，并了解它们是否都已完成。

3. 使用`CompletableFuture`

从Java 8开始，我们可以使用内置的CompletableFuture的isDone()方法来完成这个任务。

CompletableFuture使得Java中的异步编程更加简单。对于我们的Runnable列表，我们将使用CompletableFuture的runAsync()方法异步地执行关联的任务。请注意，这些任务默认会在ForkJoinPool上运行。

为了进一步操作，我们将所有结果的CompletableFuture封装到一个数组中：

CompletableFuture<?>[] completableFutures = runnables.stream()
    .map(CompletableFuture::runAsync)
    .toArray(CompletableFuture<?>[]::new);

现在，所有的Runnable任务都被包裹在CompletableFuture的执行中。这意味着这些任务将在后台异步运行，而我们的程序继续运行。

要在程序的任何时候检查所有执行是否已完成，我们将从数组创建一个新的包装CompletableFuture。allOf()方法将帮助我们做到这一点。然后，我们将直接对包装的CompletableFuture应用isDone()方法：

boolean isEveryRunnableDone = CompletableFuture.allOf(completableFutures)
    .isDone();

如果任何CompletableFuture仍在运行，isEveryRunnableDone将为false，否则为true。

4. 使用`ThreadPoolExecutor`

自Java 5以来，线程池提供了额外的工具，以帮助并发环境中的资源管理。特别是，它们维护了一些统计信息，如它们持有的已完成任务的数量。

4.1. 统计剩余任务数量

让我们创建一个带有五个线程的ThreadPoolExecutor。然后，我们将使用execute()方法提交每个Runnable进行执行：

ThreadPoolExecutor executor = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(5);
runnables.forEach(executor::execute);

现在，我们可以使用getActiveCount()方法来统计线程池中正在运行的任务数量：

int numberOfActiveThreads = executor.getActiveCount();

关键问题是，我们能否仅仅通过比较这个数字与0来判断是否有Runnable仍在运行？实际上，事情比这复杂一些。问题在于，getActiveCount()方法返回的数值是一个近似值，正如类文档所述，因此我们不能依赖它来做决策。

4.2. 检查所有任务是否已终止

getActiveCount()方法不返回精确的值，因为这样做可能会相当计算密集。因此，我们无法自己实现计数器。

另一方面，awaitTermination()方法会告诉我们所有任务是否已完成。 首先，我们需要调用执行器的shutdown()方法。此方法确保提交的所有任务都将完成。然而，它阻止了新任务添加到执行器：

executor.shutdown();

我们已经确保ThreadPoolExecutor将正确关闭。现在，我们可以在任何时候通过调用awaitTermination()来检查池中是否有正在运行的任务。这个方法将在给定的超时或所有任务完成后阻塞。例如，为了示例，我们使用一秒的超时时间：

boolean isEveryRunnableDome = executor.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

如果所有任务在一秒钟内完成，方法立即返回true。否则，程序将在一秒钟后被阻塞并返回false。

最后但同样重要的是，我们应该注意，如果底层线程之一被中断，awaitTermination()将抛出一个InterruptedException。

5. 总结

在这篇教程中，我们了解了如何检查所有Runnable是否都已完成。对于Java 8以上的版本，这得益于CompletableFuture类，非常直观。对于较旧的版本，我们需要明智地选择超时时间，因为程序可能会被阻塞我们设置的时间长度。

如往常一样，代码可以在GitHub上找到。

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