CompletionService简讲
背景
最近在项目中看到太多后台task中使用Executor框架,提交任务后,把future都一个个加入到list,再一个个get这些future的代码。
这个的问题在于一方面没有时限,可能会被某些运行缓慢的future拖很久。即便使用带超时控制的get方法,这样加入list再get的做法依然很繁琐。
其实在《Java并发编程实战》或者《Java多线程编程的艺术》这些书中都介绍过JDK提供了CompletionService接口。
例程
JDK为我们提供的CompletionService接口的默认实现是java.util.concurrent.ExecutorCompletionService。在它的Java Doc中已经给出两个demo例程。
void solve(Executor e, Collection<Callable<Result>> solvers) throws InterruptedException, ExecutionException {
CompletionService<Result> ecs = new ExecutorCompletionService<Result>(e);
for (Callable<Result> s : solvers)
ecs.submit(s);
int n = solvers.size();
for (int i = 0; i < n; ++i) {
Result r = ecs.take().get();
if (r != null)
use(r);
}
}
上面的例程展示了CompletionService的基本使用。它的实现融合了Executor和BlockingQueue。可以看到任务的执行依托于内部的Executor,而一个任务完成后会被加到阻塞队列中,调用线程可以及时获取到新完成的任务。
如下所示为Java Doc中另一个例程。
void solve(Executor e, Collection<Callable<Result>> solvers) throws InterruptedException {
CompletionService<Result> ecs = new ExecutorCompletionService<Result>(e);
int n = solvers.size();
List<Future<Result>> futures
= new ArrayList<Future<Result>>(n);
Result result = null;
try {
for (Callable<Result> s : solvers)
futures.add(ecs.submit(s));
for (int i = 0; i < n; ++i) {
try {
Result r = ecs.take().get();
if (r != null) {
result = r;
break;
}
} catch (ExecutionException ignore) {}
}
}
finally {
for (Future<Result> f : futures)
f.cancel(true);
}
if (result != null)
use(result);
}
上面的例程中,用于获取第一个返回值不为null的任务结果,并取消其他任务。
原理
ExecutorCompletionService的源码实现非常简单。
内部就三个东西:
// 构造方法传入的executor实例。
private final Executor executor;
// 如果构造方法传入的executor实例是AbstractExecutorService子类,则类型转化后保存。
private final AbstractExecutorService aes;
// 用于保存完成的future,所谓完成可以是有异常或者已经取消。
private final BlockingQueue<Future<V>> completionQueue;
内部最核心的嵌套类是:
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;
}
QueueingFuture内部组合了一个RunnableFuture,然后在构造方法中通过父类FutureTask的构造方法,将之转化为FutureTask的内部callable。
它对FutureTask中的钩子方法done进行了覆盖,将构造函数传入的RunnableFuture在完成后加到阻塞队列中。
FutureTask的done方法会在任务正常完成/发生异常/被取消后被调用。更多源码可以参考我的FutureTask源码解读。
剩余提交任务的各种submit方法,无非就是在原来的FutureTask上用QueueingFuture套上一套,实现任务在完成后加到阻塞队列的逻辑。
而获取任务的take/poll方法的实现就是调用内部阻塞队列而已。
至此,全部讲完了。
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