Java多線程-CompletionService

原文地址 http://blog.csdn.net/qq_25806863/article/details/71743659

之前說過,線程池ThreadPoolExecutor可以調(diào)用submit方法來獲取返回值Future。像下面這樣:

這里先定義三個(gè)Callable,之后都用這三個(gè):

        Callable callable1 = new Callable() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                Thread.sleep(5000);
                return "我是call1的返回值";
            }
        };
        Callable callable2 = new Callable() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                Thread.sleep(3000);
                return "我是call2的返回值";
            }
        };
        Callable callable3 = new Callable() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                Thread.sleep(1000);
                return "我是call3的返回值";
            }
        };

直接使用ThreadPoolExecutor的submit獲取結(jié)果的使用方法是這樣的:

        //聲明一個(gè)線程池
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
        //提交三個(gè)任務(wù)
        Future future1 = executor.submit(callable1);
        Future future2 = executor.submit(callable2);
        Future future2 = executor.submit(callable2);
        //開始獲取返回值
        System.out.println("兩個(gè)任務(wù)提交完畢,開始獲取結(jié)果 "+getStringDate());
        System.out.println(future1.get()+" "+getStringDate());
        System.out.println(future2.get()+" "+getStringDate());
        System.out.println(future3.get()+" "+getStringDate());
        System.out.println("獲取結(jié)果完畢 "+getStringDate());

根據(jù)之前的理解,get()方法是有阻塞性的,因?yàn)閒uture1的任務(wù)執(zhí)行時(shí)間是5秒,所以在future1.get()這行代碼上會(huì)阻塞5秒,然后才會(huì)獲取到結(jié)果,繼續(xù)往下執(zhí)行。而在5秒內(nèi)future2和future3的任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完了,所以會(huì)立馬得到結(jié)果。

真實(shí)輸出也是這樣:

明明future2和future3的任務(wù)早就執(zhí)行完了,卻被future1.get()方法阻塞了。

使用CompletionService可以作為一種解決方法。

CompletionService簡(jiǎn)介

CompletionService的主要功能就是一邊生成任務(wù),一邊獲取任務(wù)的返回值。讓兩件事分開執(zhí)行,任務(wù)之間不會(huì)互相阻塞。

CompletionService在提交任務(wù)之后,會(huì)根據(jù)任務(wù)完成順序來獲取返回值,也就是誰先完成就返回誰的返回值。

CompletionService是一個(gè)接口:

public interface CompletionService<V> {
    Future<V> submit(Callable<V> var1);
    Future<V> submit(Runnable var1, V var2);
    Future<V> take() throws InterruptedException;
    Future<V> poll();
    Future<V> poll(long var1, TimeUnit var3) throws InterruptedException;
}

CompletionService只有一個(gè)實(shí)現(xiàn)類,就是ExecutorCompletionService

我這里有兩個(gè)是因?yàn)橛玫腁ndroidStudio,一個(gè)是java的SDK的一個(gè)是Android的SDK的。

ExecutorCompletionService的使用

CompletionService接口一共也就定義了那么幾個(gè)方法,submit方法和ExecutorService的submit沒什么不同。

下面主要分析一下take()方法和poll()方法

構(gòu)造方法

ExecutorCompletionService的構(gòu)造方法有兩個(gè):

public ExecutorCompletionService(Executor var1)
ExecutorCompletionService(Executor var1, BlockingQueue<Future<V>> var2)

由此可見,CompletionService對(duì)任務(wù)的各種操作還是通過Executor來實(shí)現(xiàn)的,一般就是ThreadPoolExecutor。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單例子:

還是用一開始的三個(gè)Callable,這次用CompletionService來提交任務(wù)并獲取結(jié)果。

//新建一個(gè)線程池executor
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
//用線程池executor新建一個(gè)CompletionService
CompletionService completionService = new ExecutorCompletionService(executor);
//用CompletionService提交任務(wù)
completionService.submit(callable1);
completionService.submit(callable2);
completionService.submit(callable3);
//用CompletionService獲取結(jié)果
System.out.println("兩個(gè)任務(wù)提交完畢,開始獲取結(jié)果 "+getStringDate());
System.out.println(completionService.take().get()+" "+getStringDate());
System.out.println(completionService.take().get()+" "+getStringDate());
System.out.println(completionService.take().get()+" "+getStringDate());
System.out.println("獲取結(jié)果完畢 "+getStringDate());

可以看下輸出:

雖然提交的順序是1,2,3,但是獲取結(jié)果的時(shí)候是按任務(wù)完成順序來獲取的,所以結(jié)果是3,2,1.

take()方法

其實(shí)take()方法也是一個(gè)阻塞方法,調(diào)用這個(gè)方法時(shí),他會(huì)一直等待直到線程池中返回一個(gè)結(jié)果,哪個(gè)任務(wù)先完成,就返回哪個(gè)任務(wù)的結(jié)果。

在上面的例子中,由于callable3是最先完成的,所以最先拿到的值就是callable3的返回值。

因?yàn)閯偤锰峤涣?個(gè)任務(wù),調(diào)用了3次take()方法,因此剛好能拿到全部的任務(wù)的結(jié)果。

如果在調(diào)用一次take()方法,那么就會(huì)因?yàn)榈炔坏接腥蝿?wù)返回結(jié)果而阻塞在那里:

例如值提交一個(gè)任務(wù),而調(diào)用兩次take()方法,那么程序就會(huì)阻塞在第二個(gè)take()方法那里等待一個(gè)結(jié)果

        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
        CompletionService completionService = new ExecutorCompletionService(executor);
        completionService.submit(callable1);
        System.out.println("兩個(gè)任務(wù)提交完畢,開始獲取結(jié)果 "+getStringDate());

        System.out.println(completionService.take().get()+" "+getStringDate());
        System.out.println(completionService.take().get()+" "+getStringDate());

        System.out.println("獲取結(jié)果完畢 "+getStringDate());

結(jié)果會(huì)一直是這樣

poll()方法和poll(long var1, TimeUnit var3)方法

Poll()方法也是獲取返回值,使用方法也跟take()一樣。

而poll()方法和take()方法的區(qū)別就是,poll()方法不會(huì)阻塞的去等結(jié)果,而是如果調(diào)用poll()方法的時(shí)候沒有結(jié)果可以獲取就直接返回一個(gè)null,然后程序繼續(xù)往下運(yùn)行。

這時(shí)如果調(diào)用poll().get()可能會(huì)引發(fā)空指針異常java.lang.NullPointerException

例子:

依舊是一開始那三個(gè)任務(wù),在循環(huán)中連續(xù)調(diào)用8次poll()方法,每次間隔1秒鐘:

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
CompletionService completionService = new ExecutorCompletionService(executor);
completionService.submit(callable1);
completionService.submit(callable2);
completionService.submit(callable3);
System.out.println("兩個(gè)任務(wù)提交完畢,開始獲取結(jié)果 "+getStringDate());
for (int i = 0; i < 8; i++) {
              Future future = completionService.poll();
              if (future!=null){
              //如果future為空,會(huì)引發(fā) NullPointerException
                  System.out.println(future.get() + getStringDate());
              }else {
                  System.out.println(future+" "+getStringDate());
              }
              Thread.sleep(1000);
          }          
System.out.println("獲取結(jié)果完畢 "+getStringDate());

輸出:

每次調(diào)用都是立馬返回,毫不猶豫。所以沒有結(jié)果的時(shí)候就返回空。

而poll(long var1, TimeUnit var3)方法就相當(dāng)于給他強(qiáng)制設(shè)置了一個(gè)等待時(shí)間,你如果拿不到結(jié)果就等這么久,等這么久還拿不到再返回null。

把上面的循環(huán)改成這樣:

for (int i = 0; i < 8; i++) {
    Future future = completionService.poll(1, TimeUnit.SECONDS);
    if (future!=null){
        System.out.println(future.get() + getStringDate());
    }else {
        System.out.println(future+" "+getStringDate());
    }
}

不在睡眠了,每次調(diào)用poll()方法個(gè)體1秒的等待時(shí)間。

這里第一次調(diào)用就等了1秒,然后在1秒內(nèi)等到了call3的返回值,就返回call3的返回值。

第二次循環(huán)又等了一秒,一秒內(nèi)沒有獲得結(jié)果,返回null。

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