Java多线程 CompletionService

 更新时间:2021年10月27日 17:26:28   作者:冬日毛毛雨  
这篇文章主要介绍了Java多线程 CompletionService,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,需要的朋友可以参考一下文章详细内容

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Futureget()取出数据。幸运的是CompletionService帮你做了这件事情。
CompletionService整合了ExecutorBlockingQueue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 QueueingFutureFutureTask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ExecutorBlockingQueue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ExecutorCompletionServiceExecutorCompletionService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();
            }
        }

    }
}

7
3
9
8
1
2
4
6
5
10

4 CompletionService总结

相比ExecutorServiceCompletionService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ExecutorBlockingQueue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BlockingQueuepoll(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内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • java异常继承何类,运行时异常与一般异常的区别(详解)

    java异常继承何类,运行时异常与一般异常的区别(详解)

    下面小编就为大家带来一篇java异常继承何类,运行时异常与一般异常的区别(详解)。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2017-11-11
  • 基于Intellij Idea乱码的解决方法

    基于Intellij Idea乱码的解决方法

    下面小编就为大家分享一篇基于Intellij Idea乱码的解决方法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2018-03-03
  • Java 并发编程创建线程的四种方式示例详解

    Java 并发编程创建线程的四种方式示例详解

    本文对比Java创建线程的四种方式:继承Thread类(单继承限制)、实现Runnable接口(灵活推荐)、实现Callable接口(支持返回值)、使用线程池(最佳实践,资源管理高效),推荐优先使用线程池提升系统稳定性与资源利用率,感兴趣的朋友一起看看吧
    2025-09-09
  • Spring中的Bean对象初始化详解

    Spring中的Bean对象初始化详解

    这篇文章主要介绍了Spring中的Bean对象初始化详解,我们也可以根据Java语言的特性猜测到其很有可能是通过反射机制来完成Bean的初始化操作,接下来我们一步一步的剖析Spring对Bean的初始化操作,需要的朋友可以参考下
    2023-12-12
  • java多线程CountDownLatch与线程池ThreadPoolExecutor/ExecutorService案例

    java多线程CountDownLatch与线程池ThreadPoolExecutor/ExecutorService案

    这篇文章主要介绍了java多线程CountDownLatch与线程池ThreadPoolExecutor/ExecutorService案例,
    2021-02-02
  • 使用nacos增加修改配置实时生效方式

    使用nacos增加修改配置实时生效方式

    文章介绍了如何在Nacos配置中心实现动态配置,包括添加或修改配置、使用`@RefreshScope`注解刷新Bean属性、扩展动态配置参数等
    2026-01-01
  • SpringCache快速使用及入门案例

    SpringCache快速使用及入门案例

    Spring Cache 是Spring 提供的一整套的缓存解决方案,它不是具体的缓存实现,本文主要介绍了SpringCache快速使用及入门案例,感兴趣的可以了解一下
    2023-08-08
  • 基于SpringBoot打造一个通用CLI命令系统

    基于SpringBoot打造一个通用CLI命令系统

    在日常开发中,某些情况下可能需要为服务提供一个命令行工具(CLI),方便运维、调试或者远程调用业务接口,下面我们就来使用SpringBoot打造一个通用的CLI命令系统吧
    2025-12-12
  • SpringBoot整合Kafka完成生产消费的方案

    SpringBoot整合Kafka完成生产消费的方案

    网上找了很多管理kafka整合springboot的教程,但是很多都没办法应用到生产环境,很多配置都是缺少,或者不正确的,只能当个demo,所以本文给大家介绍了SpringBoot整合Kafka完成生产消费的方案,需要的朋友可以参考下
    2024-12-12
  • Java线程数究竟设多少合理

    Java线程数究竟设多少合理

    这篇文章主要介绍了Java线程数究竟设多少合理,对线程感兴趣的同学,可以参考下
    2021-04-04

最新评论