Java并发编程高级篇(十)：分离任务的执行和结果的处理

在之前的例子中，我们使用执行器框架都是在主类中提交任务，等待任务执行完毕后再去处理任务执行的结果。接下来我们打算将任务的提交和结果的处理都放置到线程中去执行。在每个任务内部提交自己到执行器，然后通过一个统一的结果处理线程来处理所有任务执行的结果。

为了解决这个问题，执行器框架为我们提供了一个CompletionService类，任务执行线程和结果处理线程能够共享这个类，结果处理线程便可以在这里渠道已经执行完毕的任务的结果。CompletionService类的内部也是通过一个ExecutorService来提交任务的。

首先，创建任务线程，实现Callable接口。模拟报表生成过程。

/**
 * 模拟生成报告
 *
 * Created by hadoop on 2016/11/3.
 */
public class ReportGenerator implements Callable<String> {
    private String sender;
    private String title;

    public ReportGenerator(String sender, String title) {
        this.sender = sender;
        this.title = title;
    }

    @Override
    public String call() throws Exception {
        long duration = (long)(Math.random() * 10);

        System.out.printf("ReportGenerator: Generator report %s_%s duration %d seconds.\n", sender, title, duration);

        TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);

        return sender + "_" + title;
    }
}

然后我们创建任务提交线程，这个线程的构造方法接受两个参数，分别是报表名称和CompletionService对象。将报表生成任务提交到CompletionService去执行。

import java.util.concurrent.CompletionService;

/**
 * 模拟请求获取报告
 *
 * Created by hadoop on 2016/11/3.
 */
public class ReportRequest implements Runnable {
    private String name;
    private CompletionService<String> service;

    public ReportRequest(String name, CompletionService<String> service) {
        this.name = name;
        this.service = service;
    }

    @Override
    public void run() {
        ReportGenerator generator = new ReportGenerator(name, "Report");
        service.submit(generator);
    }
}

下面我们创建任务结果处理类，来打印生成的报表。这个类同样会拿到CompletionService的引用，然后循环调用CompletionService.poll()方法来从任务结果队列中获取执行的结果，这个方法接受一个时间参数，如果当前结果队列为空，那么则等待这个时间，超时返回null。不带参数的poll()方法，如果对别为空则直接返回null。

/**
 * 处理报表结果
 *
 * Created by hadoop on 2016/11/3.
 */
public class ReportProcessor implements Runnable {
    private boolean end;
    private CompletionService<String> service;

    public ReportProcessor(boolean end, CompletionService<String> service) {
        this.end = end;
        this.service = service;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (!end) {
            try {
                Future<String> future = service.poll(20, TimeUnit.SECONDS);

                if (future != null) {
                    System.out.printf("ReportReceiver: received %s\n", future.get());
                }

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void setEnd(boolean end) {
        this.end = end;
    }
}

最后我们创建主方法类。在这里我们创建ExecutorServer并把它赋值给ExecutorCompletionService。之后创建两个报表请求任务和一个报表处理任务，同时持有ExecutorCompletionService的引用。

import java.util.concurrent.CompletionService;
import java.util.concurrent.ExecutorCompletionService;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 在执行器中分离任务执行和结果处理
 *
 * 我们如何处理在一个对象里发送任务给执行器，在另一个对象里处理任务执行结果。
 * 对于这种情况Java API提供了CompletionService类
 *
 * CompletionService使用Executor对象类执行任务。
 *   优势在于：可以共享CompletionService。
 *   缺点在于：CompletionService获取的Future对象只能是已经执行完毕的任务，他没有办法控制任务状态，只能处理任务结果。
 *
 * 我们创建了一个ExecutorService，然后使用这个ExecutorService来初始化一个ExecutorCompletionService<String>(executor)。
 *
 * 首先创建了两个ReportRequest任务，然后在任务内部使用service.submit(generator)方法调用报表生成任务。
 *
 * 然后再ReportProcessor中不断调用service.poll(20, TimeUnit.SECONDS);方法获取已经执行完的结果，如果当前没有结果那么等待20秒。
 *
 * CompletionService还提供了两个人方法：
 *   poll()：如果没有任何Future直接返回null。
 *   take()：如若任务队列中没有Future那么阻塞知道有可用的Future。
 *
 * Created by hadoop on 2016/11/3.
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

        CompletionService<String> service = new ExecutorCompletionService<String>(executor);

        ReportRequest request1 = new ReportRequest("Face", service);
        ReportRequest request2 = new ReportRequest("Online", service);

        ReportProcessor processor = new ReportProcessor(false, service);

        Thread thread1 = new Thread(request1);
        Thread thread2 = new Thread(request2);
        Thread thread3 = new Thread(processor);

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        executor.shutdown();

        try {
            executor.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        processor.setEnd(true);
    }
}

控制台中，我们可以看到两个任务的提交信息和结果处理信息。

ReportGenerator: Generator report Online_Report duration 4 seconds.
ReportGenerator: Generator report Face_Report duration 1 seconds.
ReportReceiver: received Face_Report
ReportReceiver: received Online_Report