Java多线程 CompletionService
1 CompletionService介绍
CompletionService
用于提交一组Callable
任务,其take方法返回已完成的一个Callable
任务对应的Future
对象。
如果你向Executor
提交了一个批处理任务,并且希望在它们完成后获得结果。为此你可以将每个任务的Future
保存进一个集合,然后循环这个集合调用Future
的get()
取出数据。幸运的是CompletionService
帮你做了这件事情。
CompletionService
整合了Executor
和BlockingQueue
的功能。你可以将Callable
任务提交给它去执行,然后使用类似于队列中的take和poll方法,在结果完整可用时获得这个结果,像一个打包的Future
。
CompletionService
的take返回的future
是哪个先完成就先返回哪一个,而不是根据提交顺序。
2 CompletionService源码分析
首先看一下 构造方法:
public ExecutorCompletionService(Executor executor) { if (executor == null) throw new NullPointerException(); this.executor = executor; this.aes = (executor instanceof AbstractExecutorService) ? (AbstractExecutorService) executor : null; this.completionQueue = new LinkedBlockingQueue<Future<V>>(); }
构造法方法主要初始化了一个阻塞队列,用来存储已完成的task
任务。
然后看一下 completionService.submit
方法:
public Future<V> submit(Callable<V> task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture<V> f = newTaskFor(task); executor.execute(new QueueingFuture(f)); return f; } public Future<V> submit(Runnable task, V result) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture<V> f = newTaskFor(task, result); executor.execute(new QueueingFuture(f)); return f; }
可以看到,callable
任务被包装成QueueingFuture
,而 QueueingFuture
是 FutureTask
的子类,所以最终执行了FutureTask
中的run()
方法。
来看一下该方法:
public void run() { //判断执行状态,保证callable任务只被运行一次 if (state != NEW || !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset, null, Thread.currentThread())) return; try { Callable<V> c = callable; if (c != null && state == NEW) { V result; boolean ran; try { //这里回调我们创建的callable对象中的call方法 result = c.call(); ran = true; } catch (Throwable ex) { result = null; ran = false; setException(ex); } if (ran) //处理执行结果 set(result); } } finally { runner = null; // state must be re-read after nulling runner to prevent // leaked interrupts int s = state; if (s >= INTERRUPTING) handlePossibleCancellationInterrupt(s); } }
可以看到在该 FutureTask
中执行run
方法,最终回调自定义的callable
中的call
方法,执行结束之后,
通过 set(result)
处理执行结果:
/** * Sets the result of this future to the given value unless * this future has already been set or has been cancelled. * * <p>This method is invoked internally by the {@link #run} method * upon successful completion of the computation. * * @param v the value */ protected void set(V v) { if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) { outcome = v; UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, NORMAL); // final state finishCompletion(); } }
继续跟进finishCompletion()
方法,在该方法中找到 done()
方法:
protected void done() { completionQueue.add(task); }
可以看到该方法只做了一件事情,就是将执行结束的task
添加到了队列中,只要队列中有元素,我们调用take()
方法时就可以获得执行的结果。
到这里就已经清晰了,异步非阻塞获取执行结果的实现原理其实就是通过队列来实现的,FutureTask
将执行结果放到队列中,先进先出,线程执行结束的顺序就是获取结果的顺序。
CompletionService
实际上可以看做是Executor
和BlockingQueue
的结合体。CompletionService
在接收到要执行的任务时,通过类似BlockingQueue
的put和take获得任务执行的结果。CompletionService
的一个实现是ExecutorCompletionService
,ExecutorCompletionService
把具体的计算任务交给Executor
完成。
在实现上,ExecutorCompletionService
在构造函数中会创建一个BlockingQueue
(使用的基于链表的无界队列LinkedBlockingQueue),该BlockingQueue
的作用是保存Executor
执行的结果。当计算完成时,调用FutureTask
的done方法。当提交一个任务到ExecutorCompletionService
时,首先将任务包装成QueueingFuture
,它是FutureTask
的一个子类,然后改写FutureTask
的done方法,之后把Executor
执行的计算结果放入BlockingQueue
中。
QueueingFuture
的源码如下:
/** * FutureTask extension to enqueue upon completion */ private class QueueingFuture extends FutureTask<Void> { QueueingFuture(RunnableFuture<V> task) { super(task, null); this.task = task; } protected void done() { completionQueue.add(task); } private final Future<V> task; }
3 CompletionService实现任务
public class CompletionServiceTest { public static void main(String[] args) { ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); CompletionService<Integer> completionService = new ExecutorCompletionService<Integer>(threadPool); for (int i = 1; i <=10; i++) { final int seq = i; completionService.submit(new Callable<Integer>() { @Override public Integer call() throws Exception { Thread.sleep(new Random().nextInt(5000)); return seq; } }); } threadPool.shutdown(); for (int i = 0; i < 10; i++) { try { System.out.println( completionService.take().get()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } } }
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4 CompletionService总结
相比ExecutorService
,CompletionService
可以更精确和简便地完成异步任务的执行
CompletionService
的一个实现是ExecutorCompletionService
,它是Executor
和BlockingQueue
功能的融合体,Executor
完成计算任务,BlockingQueue
负责保存异步任务的执行结果
在执行大量相互独立和同构的任务时,可以使用CompletionService
CompletionService
可以为任务的执行设置时限,主要是通过BlockingQueue
的poll
(long time,TimeUnit unit)为任务执行结果的取得限制时间,如果没有完成就取消任务
到此这篇关于Java多线程 CompletionService
的文章就介绍到这了,更多相关Java多线程CompletionService
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原文出处:https://juejin.cn/post/7018423693793558558
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