正常情况下，每个子线程完成各自的任务就可以结束了。不过有的时候，我们希望多个线程协同工作来完成某个任务，这时就涉及到了线程间通信了。

本文涉及到的知识点：thread.join(), object.wait(), object.notify(), CountdownLatch, CyclicBarrier, FutureTask, Callable 等。

下面我从几个例子作为切入点来讲解下 Java 里有哪些方法来实现线程间通信。
如何让两个线程依次执行？
那如何让两个线程按照指定方式有序交叉运行呢？
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
三个运动员各自准备，等到三个人都准备好后，再一起跑
子线程完成某件任务后，把得到的结果回传给主线程

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。我们来看下代码：

123456789101112131415161718
private static void demo1() {    Thread A = new Thread(new Runnable() {        @Override        public void run() {            printNumber("A");        }    });    Thread B = new Thread(new Runnable() {        @Override        public 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：

1234567891011
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);    }}

这时我们得到的结果是：

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，如果我们希望 B 在 A 全部打印完后再开始打印呢？我们可以利用 thread.join() 方法，代码如下:

12345678910111213141516171819202122232425
private static void demo2() {    Thread A = new Thread(new Runnable() {        @Override        public void run() {            printNumber("A");        }    });    Thread B = new Thread(new Runnable() {        @Override        public 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: 3

B print: 1
B print: 2
B print: 3

所以我们能看到 A.join() 方法会让 B 一直等待直到 A 运行完毕。

那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，我现在希望 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。我们需要更细粒度的锁来控制执行顺序。

这里，我们可以利用 object.wait() 和 object.notify() 两个方法来实现。代码如下：

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940
/** * 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() {        @Override        public 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() {        @Override        public 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

正是我们要的结果。

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，我在上面的代码里加上 log 方便读者查看。

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940
private static void demo3() {    Object lock = new Object();    Thread A = new Thread(new Runnable() {        @Override        public 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() {        @Override        public 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

最开始我们介绍了 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，那我们可以在 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，而我们要的是这三者能同步运行。

或者说，我们希望达到的目的是：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，我们可以利用 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：

1234567891011121314151617181920212223