1 CompletionService介紹
CompletionService用于提交一組Callable任務，其take方法返回已完成的一個Callable任務對應的Future對象。
如果你向Executor提交了一個批處理任務，并且希望在它們完成后獲得結果。為此你可以將每個任務的Future保存進一個集合，然后循環這個集合調用Future的get()取出數據。幸運的是CompletionService幫你做了這件事情。
CompletionService整合了Executor和BlockingQueue的功能。你可以將Callable任務提交給它去執行，然后使用類似于隊列中的take和poll方法，在結果完整可用時獲得這個結果，像一個打包的Future。
CompletionService的take返回的future是哪個先完成就先返回哪一個，而不是根據提交順序。
2 CompletionService源碼分析
首先看一下 構造方法：
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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>>(); } |
構造法方法主要初始化了一個阻塞隊列，用來存儲已完成的task任務。
然后看一下 completionService.submit 方法：
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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任務被包裝成QueueingFuture，而 QueueingFuture是 FutureTask的子類，所以最終執行了FutureTask中的run()方法。
來看一下該方法：
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public void run() { //判斷執行狀態，保證callable任務只被運行一次 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 { //這里回調我們創建的callable對象中的call方法 result = c.call(); ran = true; } catch (Throwable ex) { result = null; ran = false; setException(ex); } if (ran) //處理執行結果 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); }} |
可以看到在該 FutureTask 中執行run方法，最終回調自定義的callable中的call方法，執行結束之后，
通過 set(result) 處理執行結果：
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/** * 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(); }} |
繼續跟進finishCompletion()方法，在該方法中找到 done()方法：
protected void done() { completionQueue.add(task); }
可以看到該方法只做了一件事情，就是將執行結束的task添加到了隊列中，只要隊列中有元素，我們調用take()方法時就可以獲得執行的結果。
到這里就已經清晰了，異步非阻塞獲取執行結果的實現原理其實就是通過隊列來實現的，FutureTask將執行結果放到隊列中，先進先出，線程執行結束的順序就是獲取結果的順序。
CompletionService實際上可以看做是Executor和BlockingQueue的結合體。CompletionService在接收到要執行的任務時，通過類似BlockingQueue的put和take獲得任務執行的結果。CompletionService的一個實現是ExecutorCompletionService，ExecutorCompletionService把具體的計算任務交給Executor完成。
在實現上，ExecutorCompletionService在構造函數中會創建一個BlockingQueue（使用的基于鏈表的無界隊列LinkedBlockingQueue），該BlockingQueue的作用是保存Executor執行的結果。當計算完成時，調用FutureTask的done方法。當提交一個任務到ExecutorCompletionService時，首先將任務包裝成QueueingFuture，它是FutureTask的一個子類，然后改寫FutureTask的done方法，之后把Executor執行的計算結果放入BlockingQueue中。
QueueingFuture的源碼如下：
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/** * 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實現任務
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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總結
相比ExecutorService，CompletionService可以更精確和簡便地完成異步任務的執行
CompletionService的一個實現是ExecutorCompletionService，它是Executor和BlockingQueue功能的融合體，Executor完成計算任務，BlockingQueue負責保存異步任務的執行結果
在執行大量相互獨立和同構的任務時，可以使用CompletionService
CompletionService可以為任務的執行設置時限，主要是通過BlockingQueue的poll(long time,TimeUnit unit)為任務執行結果的取得限制時間，如果沒有完成就取消任務
到此這篇關于Java多線程 CompletionService的文章就介紹到這了,更多相關Java多線程CompletionService內容請搜索服務器之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持服務器之家！
原文鏈接：https://juejin.cn/post/7018423693793558558
