CompletionService

CompletionService

CompletionService简介

CompletionService与ExecutorService类似都可以用来执行线程池的任务，ExecutorService继承了Executor接口，而CompletionService则是一个接口，那么为什么CompletionService不直接继承Executor接口呢？主要是Executor的特性决定的，Executor框架不能完全保证任务执行的异步性，那就是如果需要实现任务（task）的异步性，只要为每个task创建一个线程就实现了任务的异步性。代码往往包含new Thread(task).start()。这种方式的问题在于，它没有限制可创建线程的数量（在ExecutorService可以限制），不过，这样最大的问题是在高并发的情况下，不断创建线程异步执行任务将会极大增大线程创建的开销、造成极大的资源消耗和影响系统的稳定性。另外，Executor框架还支持同步任务的执行，就是在execute方法中调用提交任务的run()方法就属于同步调用。

一般情况下，如果需要判断任务是否完成，思路是得到Future列表的每个Future，然后反复调用其get方法，并将timeout参数设为0，从而通过轮询的方式判断任务是否完成。为了更精确实现任务的异步执行以及更简便的完成任务的异步执行，可以使用CompletionService。

CompletionService实现原理

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：

  private class QueueingFuture extends FutureTask<Void> {
       QueueingFuture(RunnableFuture<V> task) {
           super(task, null);
           this.task = task;
       }
       protected void done() { completionQueue.add(task); }
       private final Future<V> task;
   }

从代码可以看到，CompletionService将提交的任务转化为QueueingFuture，并且覆盖了done方法，在done方法中就是将任务加入任务队列中。这点与之前对Executor框架的分析是一致的。

CompletionService小结

• 相比ExecutorService，CompletionService可以更精确和简便地完成异步任务的执行
  – CompletionService的一个实现是ExecutorCompletionService，它是Executor和BlockingQueue功能的融合体，Executor完成计算任务，BlockingQueue负责保存异步任务的执行结果
• 在执行大量相互独立和同构的任务时，可以使用CompletionService
• CompletionService可以为任务的执行设置时限，主要是通过BlockingQueue的poll(long time,TimeUnit unit)为任务执行结果的取得限制时间，如果没有完成就取消任务