线程池中CompletionService的应用

当使用ExecutorService启动了多个Callable后，每个Callable会产生一个Future，我们需要将多个Future存入一个线性表，用于之后处理数据。当然，还有更复杂的情况，有5个生产者线程，每个生产者线程都会创建任务，所有任务的Future都存放到同一个线性表中。另有一个消费者线程，从线性表中取出Future进行处理。

CompletionService正是为此而存在，它是一个更高级的ExecutorService，它本身自带一个线程安全的线性表，无需用户额外创建。它提供了2种方法从线性表中取出结果，poll()是非阻塞的，若目前无结果，返回一个null，线程继续运行不阻塞。take()是阻塞的，若当前无结果，则线程阻塞，直到产生一个结果，被取出返回，线程才继续运行。

public class Test {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();CompletionService<Integer> comp = new ExecutorCompletionService<>(executor);for(int i = 0; i<5; i++) {comp.submit(new Task());}executor.shutdown();int count = 0, index = 1;while(count<5) {Future<Integer> f = comp.poll();if(f == null) {System.out.println(index + " 没发现有完成的任务");}else {System.out.println(index + "产生了一个随机数: " + f.get());count++;}index++;TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);}}}class Task implements Callable<Integer> {@Overridepublic Integer call() throws Exception {Random rand = new Random();TimeUnit.SECONDS.sleep(rand.nextInt(7));return rand.nextInt();}}

实际运用小案例：

模拟页面渲染

package com.thread;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.CompletionService;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.ExecutorCompletionService;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;/** * CompletionService的运用：当Executor遇见BlockingQueue时使用。 * 使用场景： * 如果向Executor提交了一个批处理任务，并且希望在他们完成后获得结果。 *  * CompletionService整合了Executor和BlockingQueue的功能，你可以将Callable任务提交给它执行， * 然后使用类似队列中的take和poll方法，在结果完整可用时(只是等待任意一个future的返回值)，获得这个结果。就像一个大包的Future。 *  * completionService.take()的说明是：检索并移除已完成的任务，如果没有任何一个任务完成的，则继续等待 *  * 从案例的结果可以看出，每当图片下载完毕后，就会执行渲染操作。 * take方法只是检索completionService中所有future，看是否有执行完的任务，并获得结果。 *  * @author hadoop * */public class CompletionThread {static  ExecutorService mExecutor = Executors.newFixedThreadPool(5);static int totalTimeDownPhoto =0;/** * 模拟页面渲染场景 */static  void  renderPage(){  final  List<String> info = new ArrayList<String>();  for (int i = 0; i < 20; i++) {  info.add("图片" + i);  }  CompletionService<String>  completionService = new ExecutorCompletionService<String>(mExecutor);    /**   * 开启多线程处理下载图片的任务   */  for(final String str : info){  completionService.submit(new Callable<String>() {@Overridepublic String call() throws Exception {//下载图片download(str)int randomTime = new Random().nextInt(9) + 1;//限制耗时不会出现0s，不会大于10sThread.sleep(randomTime*1000);System.out.println("下载" + str +"耗费了" + randomTime + "s");computeTime(randomTime);return str;} });  }         try {    System.out.println("处理文字渲染的逻辑");    int randomTime = new Random().nextInt(9) + 1;Thread.sleep(1000*randomTime);computeTime(randomTime);System.out.println("处理文字渲染的逻辑耗费了" + randomTime + "s");/** * 如果渲染图片耗时也比较久，也可以使用多线程。这里只是模拟，没有使用多线程处理渲染图片的过程 */for (int i = 0; i < info.size(); i++) { //take检索并移除已完成的任务，如果没有任何一个任务完成的，则继续等待  Future<String> f = completionService.take(); //处理渲染图片的逻辑  randomTime = new Random().nextInt(3) + 1;  Thread.sleep(1000*randomTime);  computeTime(randomTime);  System.out.println("渲染"+f.get() +"耗时"+randomTime+"s"); }} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();}        /**     * 只有执行了shutdown方法，执行isTerminated才有效。否则isTerminated一直为ture     */    mExecutor.shutdown();    while(true){if(mExecutor.isTerminated()){System.out.println("所有任务都执行完了，关闭线程池");break;}}}/** * 统计下载图片所花费的总时间 * @param randomTime */static void computeTime(int randomTime){synchronized (mExecutor) {totalTimeDownPhoto += randomTime;}}public static void main(String[] args) {long start = System.currentTimeMillis();renderPage();long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("渲染页面总耗时："+(end - start));System.out.println("下载每张图片，渲染每张图片以及渲染文字的合计耗时是："+ totalTimeDownPhoto);int saveTime = (int) (totalTimeDownPhoto - (end - start)/1000);System.out.println("总节约时间："+ saveTime+"s");}}