为多个任务设置时限invokeAll

Posted 2021-04-04 泥古拉斯赵四

在有限时间内执行任务的主要困难在于，要确保得到答案的时间不会超过限定的时间，或者在限定的时间内无法获得答案。在支持时间限制的Future.get中支持这种需求；当结果可用时，它将立即返回，如果在指定时限内没有计算出结果，那么将抛出TimeoutException。

在使用限时任务时需要注意，当这些任务超时后应该立即停止，从而避免为继续计算一个不再使用的结果而浪费计算资源。要实现这个功能，可以由任务本身来管理的它的限定时间，并且在超时后中止执行或取消任务。此时可再次使用Future，如果一个限时的get方法抛出了TimeoutException，那么可以通过Future来取消任务。

我们思考这么一个例子：

在某个旅游网站上，门户网站获取并限时来自多条航线，旅店或汽车租赁公司的报价，在获取不同公司报价的过程中，可能会调用web服务，访问数据库，执行一个EDI事务或其他机制。在这种情况下，不宜让页面的响应时间受限于最慢的响应时间，而应该只显示在指定时间内收到的信息。对于没有及时响应的服务提供者，页面可以忽略他们，或者显示一个提示信息。

从一个公司获得报价的过程与从其他公司获得报价的过程无关，因此可以将获取报价的过程当成一个任务，从而使获得报价的过程能并发执行。

创建n个任务，将其提交到一个线程池，保留n个Future，并使用限时的get方法通过Future串行地获取每一个结果，这一切都很简单，但还有一个更简单的方法——invokeAll.

package com.citi.test.mutiplethread.demo5.invokeall;

import java.util.concurrent.Callable;

public class CallableTest implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        Thread.sleep((long) (Math.random()*10000));
        return (int) (Math.random()*1000);
    }
}

package com.citi.test.mutiplethread.demo5.invokeall;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CancellationException;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import com.sun.corba.se.impl.orbutil.threadpool.TimeoutException;

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        List<CallableTest> tasks=new ArrayList<CallableTest>();
        for(int i=0;i<10;i++){
            tasks.add(new CallableTest());
        }
        ExecutorService executor=Executors.newCachedThreadPool();
        try {
            List<Future<Integer>> invokeAll = executor.invokeAll(tasks,3,TimeUnit.SECONDS);
            for(Future<Integer> future:invokeAll){
                System.out.println(future.get());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }catch (CancellationException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("aaa");
        }
        executor.shutdown();
    }
}

下面是执行结果。 可以看到当到3秒之后，已经完成了两个任务，其他的都被取消了，最终抛出CancellationException.

invokeAll 原理：

使用了支持限时的invokeAll，将多个任务提交到一个ExecutorService并获得结果，invokeAll方法的参数为一组任务，并返回一组Future。这两个集合有着相同的结构。

invokeAll按照任务集合中迭代器的顺序将所有的Future添加到返回的集合中，从而使调用者能将各个Future与其表示的Callable关联起来。

当所有任务都执行完毕时，或者调用线程被中断时，又或者超过指定时限时，invokeAll将返回。

当超过指定时限后，任何还未完成的任务都会取消。

当invoke返回后，每个任务要么正常的完成，要么被取消，而客户端代码可以调用get或isCancelled来判断究竟是何种情况。