CompletionService 与 ExecutorService 获取任务执行结果时的区别

CompletionService 与 ExecutorService 之间的区别

在讨论二者之间的区别之前，先交待一下背景。

看了ElasticSearch Transport模块的源码，里面充满了各种异步回调获取结果，于是就想：为什么不用Callable接口，然后再基于java.util.concurrent.Future#get()获取任务的执行结果呢？

又因为ES的Transport模块底层是基于Netty实现的，研究了下Netty的获取线程执行结果的方式，，虽然Callable、FutureTask 将提交任务执行"异步化"了，但是在获取任务执行结果的这一步，JDK Future#get() 是阻塞的(超时阻塞)，那么，能不能在获取结果的时候也不阻塞呢？有二种渠道实现：

回调机制

ElasticSearch里面就是大量用到回调机制。由于JDK Future的缺陷，Netty的 ChannelFuture扩展了JDK 的Future接口，并提供了回调机制支持异步获取任务的执行结果。它的源码：io.netty.channel.ChannelFuture的注释非常值得一读。
JDK8 里面提供的java.util.concurrent.CompletableFuture

CompletableFuture 可参考《JAVA8实战》中了解一下

当然，本文不打算讨论，获取任务执行结果也不阻塞的具体实现方法，而是"先退一步"，来分析下：

使用 CompletionService 的 submit 方法 java.util.concurrent.CompletionService#submit(java.util.concurrent.Callable)提交多个任务，如何获取任务的执行结果？
使用 ExecutorService 的submit 方法 java.util.concurrent.ExecutorService#submit(java.util.concurrent.Callable)提交多个任务，如何获取任务的执行结果？

为什么强调多个任务，因为这里讨论的是多个任务的并发执行。并不是第一个任务执行完成后，才能执行第二个任务。那CompletionService 与 ExecutorService 在获取任务结果的时候的区别是什么？

先说下结论，如果我们的目标是尽快处理任务的执行结果，而不是必须等到所有的任务都执行完成后，拿到所有的执行结果，才能进行下一步处理，那么使用 CompletionService 是非常有好处的。

举个例子：一个网站要显示10幅图像，下载完一幅就显示一幅，而不需要将这10幅都下载下来，再统一显示，那就很适合用CompletionService。下载就是线程要执行的任务，图像就是任务的执行结果。

使用ExecutorService时，代码是这样的：

//保存 Future<Image>，后面遍历 List 获取 Future 结果

List<Future<Image>> futureList = new ArrayList();

for(int i = 0; i < 10; i++)

{

    Future<Image> imageFuture = executorService.submit(downloadTask);//10个下载任务同时并发

    futureList.add(imageFuture);

}

//获取10个任务的执行结果

for(int i = 0; i < 10; i++)

{

  Future<Imapge> future = futureList.get(i);

  Imapge image = future.get();//如果图像尚未下载完成，这里会阻塞

  render(image);//将已经下载好的图像渲染到界面

}

我们是用List<Future<Image>>保存所有的任务Future，然后在for循环里面遍历List获取结果，假设第一个任务下载第一幅图像，第二个任务下载第2幅图像，以此类推....

这里的问题是：若第一幅图像未下载完成，但是第2幅、第3幅图像已经下载完了，我们也无法优先获取第2幅、第3幅图像。也就无法将已经先下载下来的图像渲染到界面。

总结起来讲就是：提交任务，将任务添加到List里面的顺序，与任务实际完成顺序是不相关的。

而使用 CompletionService，就能解决这个缺陷。它使得我们能够获得那些最先下载好的图像。

使用 CompletionService时，代码是这样的：

for(int i = 0; i < 10; i++)

{

    completionService.submit(downloadTask);//10个下载任务同时并发

}

 for(int i = 0; i<10;i++ )

 {

    //只要任一幅图像下载下来了,completionService.take()就会返回,从而 get() 到这幅图像

    render(completionService.take().get());

}

completionService.take()是个阻塞方法，如果10幅图像中都没下载下来，那就阻塞了。但只要有一幅下载下来了，就立即能获得到这幅图像。显然，这里：获取任务的执行结果的顺序与提交任务的顺序无关了。

这里的实现思路也可参考《Java并发编程实战》中第6章。

参考：

巴特西

CompletionService 与 ExecutorService 获取任务执行结果时的区别

CompletionService 与 ExecutorService 之间的区别

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