Java并发编程 - CompletionService

CompletionService接口的API文档说明如下:

将生产新的异步任务与使用已完成任务的结果分离开来的服务。生产者submit 执行的任务。使用者 take已完成的任务,并按照完成这些任务的顺序处理它们的结果。例如,CompletionService可以用来管理异步 IO ,执行读操作的任务作为程序或系统的一部分提交,然后,当完成读操作时,会在程序的不同部分执行其他操作,执行操作的顺序可能与所请求的顺序不同。

通常,CompletionService依赖于一个单独的Executor来实际执行任务,在这种情况下,CompletionService只管理一个内部完成队列。ExecutorCompletionService类提供了此方法的一个实现。

内存一致性效果:线程中向CompletionService提交任务之前的操作happen-before 该任务执行的操作,后者依次happen-before 紧跟在从对应take()成功返回的操作。

CompletionService接口定义的方法如下:

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;

为什么引入这个接口

这里需要和ExecutorService进行对比,来说明为什么要引入这个接口。摘取ExecutorService相关的方法,如下所示:

<T> Future<T> submit(Callable<T> task);    
Future<?> submit(Runnable task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

从上面可以看到CompletionService有与ExecutorService相似的submit方法,作用都是提交一个可运行或可调用的任务,然后返回一个Future对象。与ExecutorService不同的是,CompletionService还提供了名称为take和poll的方法。这两个名称的方法,应该是比较熟悉了吧,就是操作队列元素的方法——从队列取元素。还可以看到取出的元素依然是Future类型的。

那么取出的这个Future类型的对象到底是什么呢?

Future对象是任务执行后用于异步获取执行结果的对象,使用ExecutorService对象执行任务,要获取结果,我们通常是这样做的:

Future future = executorService.submit(task);
....
future.get();

我们知道Future的get方法是阻塞的,只有task执行完成后,这个方法才会有真实的返回。也就是说代码中调用get方法可以说是尝试式的获取一下,获取不到阻塞也没关系。不过,现在有这样的需求,我就需要明明切切的获取结果,得到这个Future对象后调用get不会阻塞。想要获得这样的Future对象,那么就说明任务的执行是需要完成的,这样调用future的get方法的时候就不会阻塞。

任务的执行在执行器的内部,那么可以这样思考,任务在真正执行完之后将Future对象保持到一个容器里,然后调用端代码从这个容器里取出Future进而执行get方法。

CompletionService就是为这样的需求定义的接口。CompletionService的实现内部会持有一个队列,队列存放任务执行完成后的Future对象,通过take和poll方法获取,take和poll方法取出的就是任务在完成状态时的Future对象。

执行原理

这里通过CompletionService的实现类ExecutorCompletionService来说明实现原理。

1. 保存任务完成状态下的Future对象的容器

ExecutorCompletionService内部定义了completionQueue代表此容器:

private final BlockingQueue<Future<V>> completionQueue;

构造ExecutorCompletionService对象,不明确指定的话,completionQueue的初始化如下:

this.completionQueue = new LinkedBlockingQueue<Future<V>>();

当然可以通过构造方法明确地指定。

2. 任务完成状态下的Future对象存入

也就是completionQueue对象元素的填充。

先来看任务的提交:

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;
}

将提交的任务包装成RunnableFuture,使其可以异步获取结果。同时上面做了二次包装:

new QueueingFuture(f)

QueueingFuture的定义如下:

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;
}

这里看到通过done方法会将RunnableFuture对象存入到completionQueue中。那么done方法什么时候执行呢?这个就涉及到FutureTask的知识,不过也可以简单的一句话说明:当任务执行完成的时候调用done方法。下面是FutureTask类中调用done方法的片段:

private void finishCompletion() {
    // .....
    done();
    callable = null;        // to reduce footprint
}

注意:关于这个类还有一点需要注意,就是这个类并不负责任务的调度,任务的调度委派给Executor对象(从构造方法就可以看出这一点),只负责任务完成后Future对象的存入。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,258评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,335评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,225评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,126评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,140评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,098评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,018评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,857评论 0 273
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,298评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,518评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,678评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,400评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,993评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,638评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,801评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,661评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,558评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容