如何理解Java多线程CompletionService
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1 CompletionService介绍
CompletionService用于提交一组Callable任务，其take方法返回已完成的一个Callable任务对应的Future对象。
如果你向Executor提交了一个批处理任务，并且希望在它们完成后获得结果。为此你可以将每个任务的Future保存进一个集合，然后循环这个集合调用Future的get()取出数据。幸运的是CompletionService帮你做了这件事情。CompletionService整合了Executor和BlockingQueue的功能。你可以将Callable任务提交给它去执行，然后使用类似于队列中的take和poll方法，在结果完整可用时获得这个结果，像一个打包的Future。CompletionService的take返回的future是哪个先完成就先返回哪一个，而不是根据提交顺序。
2 CompletionService源码分析
首先看一下 构造方法：
public ExecutorCompletionService(Executor executor) { if (executor == null) throw new NullPointerException(); this.executor = executor; this.aes = (executor instanceof AbstractExecutorService) ? (AbstractExecutorService) executor : null; this.completionQueue = new LinkedBlockingQueue>(); } 构造法方法主要初始化了一个阻塞队列，用来存储已完成的task任务。
然后看一下 completionService.submit 方法：
public Futuresubmit(Callable task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture f = newTaskFor(task); executor.execute(new QueueingFuture(f)); return f; } public Future submit(Runnable task, V result) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture f = newTaskFor(task, result); executor.execute(new QueueingFuture(f)); return f; }
可以看到，callable任务被包装成QueueingFuture，而 QueueingFuture是 FutureTask的子类，所以最终执行了FutureTask中的run()方法。
来看一下该方法：
public void run() { //判断执行状态，保证callable任务只被运行一次 if (state != NEW || !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset, null, Thread.currentThread())) return; try { Callable c = callable; if (c != null && state == NEW) { V result; boolean ran; try { //这里回调我们创建的callable对象中的call方法 result = c.call(); ran = true; } catch (Throwable ex) { result = null; ran = false; setException(ex); } if (ran) //处理执行结果 set(result); } } finally { runner = null; // state must be re-read after nulling runner to prevent // leaked interrupts int s = state; if (s >= INTERRUPTING) handlePossibleCancellationInterrupt(s); }} 可以看到在该 FutureTask 中执行run方法，最终回调自定义的callable中的call方法，执行结束之后，
通过 set(result) 处理执行结果：
/** * Sets the result of this future to the given value unless * this future has already been set or has been cancelled. * *This method is invoked internally by the {@link #run} method * upon successful completion of the computation. * * @param v the value */ protected void set(V v) { if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) { outcome = v; UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, NORMAL); // final state finishCompletion(); } }
继续跟进finishCompletion()方法，在该方法中找到 done()方法：
protected void done() { completionQueue.add(task); }
可以看到该方法只做了一件事情，就是将执行结束的task添加到了队列中，只要队列中有元素，我们调用take()方法时就可以获得执行的结果。
到这里就已经清晰了，异步非阻塞获取执行结果的实现原理其实就是通过队列来实现的，FutureTask将执行结果放到队列中，先进先出，线程执行结束的顺序就是获取结果的顺序。
CompletionService实际上可以看做是Executor和BlockingQueue的结合体。CompletionService在接收到要执行的任务时，通过类似BlockingQueue的put和take获得任务执行的结果。CompletionService的一个实现是ExecutorCompletionService，ExecutorCompletionService把具体的计算任务交给Executor完成。
在实现上，ExecutorCompletionService在构造函数中会创建一个BlockingQueue（使用的基于链表的无界队列LinkedBlockingQueue），该BlockingQueue的作用是保存Executor执行的结果。当计算完成时，调用FutureTask的done方法。当提交一个任务到ExecutorCompletionService时，首先将任务包装成QueueingFuture，它是FutureTask的一个子类，然后改写FutureTask的done方法，之后把Executor执行的计算结果放入BlockingQueue中。
QueueingFuture的源码如下：
/** * FutureTask extension to enqueue upon completion */ private class QueueingFuture extends FutureTask{ QueueingFuture(RunnableFuture task) { super(task, null); this.task = task; } protected void done() { completionQueue.add(task); } private final Future task; }
3 CompletionService实现任务
public class CompletionServiceTest { public static void main(String[] args) { ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); CompletionService completionService = new ExecutorCompletionService(threadPool); for (int i = 1; i <=10; i++) { final int seq = i; completionService.submit(new Callable() { @Override public Integer call() throws Exception { Thread.sleep(new Random().nextInt(5000)); return seq; } }); } threadPool.shutdown(); for (int i = 0; i < 10; i++) { try { System.out.println( completionService.take().get()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } }} 到此，关于"如何理解Java多线程CompletionService"的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！
