如何高效利用Java Completionservice提高代码执行效率

一、Completionservice概述

Java Conclurence API是Java 平台标准版库提供的一套并发编程工具包，其中的Executors框架提供了基于线程池的异步任务执行模型，通过将任务提交给线程池，可以实现应用程序的并发执行。Java中提供的CompletableFuture类也可以实现并发编程，但是在某些场景下可能不太方便使用，因此在本文中，我们介绍一种叫做Java Completionservice的工具类，用于在应用程序中实现高效的异步任务执行。

二、Completionservice使用场景

在应用程序中，有些任务需要执行时间较长，比如文件读写、网络请求等，如果在主线程中执行这些任务，会导致应用程序的阻塞，甚至崩溃。因此我们需要使用异步任务执行。Completionservice是一种异步任务执行机制，在增加处理能力的基础上，还是一种优化请求响应时间的方法，适用于对响应时间要求较高的场景，例如：

• 大量任务需要执行，需要提高处理能力。
• 异步执行某些任务，以免造成不必要的阻塞。
• 根据任务完成的先后顺序来获取返回结果。

三、Completionservice实现原理

使用Java Completionservice实现异步任务执行时，会为每个任务开启一个线程池，任务可以并行执行，当有一个任务执行完成时，Completionservice会将该任务的执行结果保存到一个队列中，可以通过该队列获取每个任务执行的结果。Completionservice内部维护了一个阻塞队列，用于存储已经完成的任务结果。通过阻塞队列可以方便轮询任务执行的状态，以实时获取任务的完成情况。

四、Completionservice使用示例

下面我们通过一个示例来演示如何使用Completionservice来执行异步任务。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.CompletionService;
import java.util.concurrent.ExecutorCompletionService;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class CompletionServiceDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
      
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        CompletionService completionService = new ExecutorCompletionService<>(executorService);
        List
   
    > futureTasks = new ArrayList<>();

        // 开始提交任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int finalI = i;
            Callable
      callable = new Callable
      () {
                @Override
                public Integer call() throws Exception {
                    System.out.println("Task " + finalI + " starts...");
                    if (finalI % 2 == 0) {
                        Thread.sleep(finalI * 1000L);
                    }
                    System.out.println("Task " + finalI + " finishes.");
                    return finalI;
                }
            };
            futureTasks.add(completionService.submit(callable));
        }

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Future
       
        future = completionService.take(); Integer result = future.get(); System.out.println("Result: " + result); } executorService.shutdown(); } }
       
      
     
    
   
  

在这个示例中，我们首先创建一个ExecutorService线程池，然后通过ExecutorCompletionService类来创建一个CompletionService。在这个CompletionService中，我们通过submit方法来提交待执行的任务，并将返回结果保存在futureTask中。最后，我们在一个循环中，使用take方法来获取每个任务的返回结果，并输出到控制台中。

五、Completionservice的优势

使用Completionservice机制，可以实现更高效的异步任务操作，具体表现在以下三个方面：

• 异步执行: Completionservice机制下，每个任务都被分配到不同的线程中去执行，可以实现多任务并行处理，提高了程序的处理能力。
• 阻塞获取: 在等待所有任务执行完成时，completionservice会阻塞获取线程返回结果，不需要我们进行任何额外的等待。这种特性可以避免我们在程序等待过程中浪费CPU资源。
• 优化响应时间: Completionservice可以优化请求响应时间，将任务的执行与结果的获取异步化。在获取结果的时候，如果当前没有执行完成的任务，CompletionService就会阻塞等待；当有任务完成后就会立即返回，从而节省了时间，提升了响应速度。

六、总结

在这篇文章中，我们介绍了Completionservice机制，并通过一个示例来演示如何使用Completionservice来提高代码执行效率。Completionservice的优点在于异步执行、阻塞获取和优化响应时间，这种机制可以轻松实现异步任务的处理，提高程序执行效率。