浅析CompletionService

最新推荐文章于 2021-08-19 16:52:55 发布

StarryGuard

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分类专栏： Java并发编程文章标签： Java并发编程

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本文详细介绍了如何使用CompletionService来简化多任务处理的过程。通过Executor提交任务并获取结果，利用CompletionService可以实现更优雅的任务管理和结果获取方式。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

如果向Executor提交了一组计算任务，并且希望在计算完成后获得结果，那么可以保留与每个任务关联的Future，然后反复使用get方法，同时将参数Timeout指定为0，从而通过轮询来判断任务是否完成。这种方法虽然可行，但确繁琐，可以使用CompletionService完成服务。

CompletionService接口定义了5个方法,并且该接口有且只有一个实现类：ExecutorCompletionService。

public interface CompletionService<V> {

    Future<V> submit(Callable<V> task);

    Future<V> submit(Runnable task, V result);

    Future<V> take() throws InterruptedException;

    Future<V> poll();

    Future<V> poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
}

ExecutorCompletionService定义了一个线程安全的队列：completionQueue

private final BlockingQueue<Future<V>> completionQueue;

以及一个私有类：QueueingFuture：

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;
}

这两个东西，就可以看成是CompletionService功能的核心。

QueueingFuture类重写了FutureTask的done()方法，当一个FutureTask完成的时候，就会将该任务放入完成队列completionQueue里，然后通过队列的take()或poll()方法，将已完成的Future取出。

流程如下：

当使用CompletionService提交一个Callable时，会将该Callable包装成一个FutureTask，最终变成一个QueueingFuture类，然后直接执行该QueueingFuture：

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;
}
private RunnableFuture<V> newTaskFor(Callable<V> task) {
    if (aes == null)
        return new FutureTask<V>(task);
    else
        return aes.newTaskFor(task);
}

由于QueueingFuture继续了FutureTask并重写了done方法，所以当QueueingFuture执行完成后，会调用其done()方法，也就是将该完成的Future放入任务完成队列里。

然后可以通过take()或poll()方法取出该已完成的Future。（poll()是非阻塞的，若目前无结果，返回一个null，线程继续运行不阻塞。take()是阻塞的，若当前无结果，则线程阻塞，直到产生一个结果，被取出返回，线程才继续运行。）

public Future<V> take() throws InterruptedException {
    return completionQueue.take();
}

public Future<V> poll() {
    return completionQueue.poll();
}

public Future<V> poll(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException {
    return completionQueue.poll(timeout, unit);
}

这样就达到了一个效果：使用CompletionService提交若干个任务，哪个任务先完成，就先取哪个任务。