Java异步任务优化CompletionService

上一篇详细介绍了Future与Callable，而CompletionService则对它们的优化。

Future的缺陷

Future通过get方法来获取异步任务的结果，如果任务还没有完成则阻塞线程，因为我们需要它的结果，所以等待是应该的。

如果需要处理一批这类任务，提交到线程池我们最终会得到多个Future，但是每个任务执行的时间可能并不相同，那么我们应该优先调用哪个Future的get呢？示例如下图：

可以看到有些任务因为执行时间较长，而在他后面的任务可能执行任务的时间较短，已经提前完成了，但是并不能得到及时的处理，只能等到前面的任务执行完成后才能处理，这样设计是非常不合理的。

CompletionService解决

线程Java中提供了CompletionService来解决这个问题的，同样可以把一批任务提交到CompletionService，CompletionService可以把先执行完成的任务通过take方法获取到。使用方法如下图：

ExecutorCompletionService是CompletionService的具体实现，我们把线程池设置给ExecutorCompletionService后，也可以通过submit提交任务到ExecutorCompletionService，最后通过take方法获取到已经完成的Future。

从上面例子可以看到因为id等于3的任务先执行完成，所以也先处理了这个任务。最先提交的任务id等于0的因为休眠时间较长，所以先完成的任务就可以先执行处理。

ExecutorCompletionService源码

从上面的例子可以看到使用ExecutorCompletionService有三个关键步骤：设置一个线程池、submit提交任务、take获取完成的Future。

看源码首先看他的属性，查看源码得到他有两个关键属性：

Executor executor：执行线程的线程池;

BlockingQueue completionQueue：阻塞队列，保存完成的Future;

看到这两个属性就大概能够猜到它的实现方案：利用线程池去执行任务，利用阻塞队列来保存完成的Future。

在submit方法肯定调用的是线程池的submit方法这个很简单，唯一的问题是如何把完成的Future放到阻塞队列中的？

上一篇文章中我们知道最终实现有返回的异步任务的类是FutureTask，最终运行的是FutureTask的run方法，run方法完成后会调用finishCompletion方法去唤醒那些因为调用FutureTask.get()方法而阻塞的线程，在finishCompletion的最后调用了done()方法，只不过在FutureTask中done()方法是一个空方法。

而ExecutorCompletionService就是利用FutureTask的done()实现了把任务放到阻塞队列中。

ExecutorCompletionService有一个私有的内部类QueueingFuture，它继承FutureTask，并实现了done()方法，done()方法把任务放到了ExecutorCompletionService的阻塞队列中（所以QueueingFuture是私有类）。done()方法只有在任务执行完成后才会调用。

图解ExecutorCompletionService功能

通过以上分析基本上弄懂了ExecutorCompletionService的执行流程，分析如下图：

可以看到整个源码实际上就只有三步：

submit方法把任务封装FutureTask并作为QueueingFuture的属性保存，然后提交QueueingFuture到线程池；

线程池执行任务调用的是QueueingFuture的run方法，run方法最后调用done方法把属性FutureTask（此时任务已经完成）添加到阻塞队列；

take方法从阻塞队列中获取FutureTask；

总结

ExecutorCompletionService实际上还是比较简单的一个类，提交任务利用的是线程池的提交，而他自己只创建了一个FutureTask的子类用来实现done方法，在任务完成后把FutureTask添加到阻塞队列中。take方法调用的是阻塞队列的take获取FutureTask。

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