Обработка задач в Java без блокировки: исполнители и Future

Быстрый ответ

Хотите получать уведомления о завершении задач в ExecutorService без потери работы основного потока? Воспользуйтесь колбэками из CompletableFuture. Используйте thenRun, чтобы добавить колбэк без результатов выполнения задачи, или thenAccept, чтобы обработать результат выполненной задачи.

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
CompletableFuture<Integer> futureTask = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 42, executor);

futureTask.thenAccept(result -> System.out.println("Результат: " + result));

Здесь выполняется задача, возвращающая 42, через сервис ExecutorService. Когда результат становится доступным, функция thenAccept выведет его, при этом основной поток программы не будет затронут.

Расширение возможностей с помощью CompletableFuture

Асинхронное выполнение задач дает не только возможность получать уведомления, но и гибко управлять запуском и обработкой задач.

Добавление простых колбэков к задачам

Чтобы выполнять дополнительное действие по завершении задачи, можно применить методы thenRun или thenAccept.

CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
    // Логика привязанной задачи...
}).thenRun(() -> {
    // Логика колбэка, выполняемого после завершения задачи...
});

Работа с колбэками в многозадачности

Методы thenCompose и thenCombine удобны для совмещения зависимых задач.

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture
    .supplyAsync(() -> "Привет")
    .thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> s + ", Мир!"));
// "Мир!" появится только после "Привета".

Обработка исключений при работе с колбэками

Непредсказуемые ситуации можно обработать с помощью exceptionally.

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture
    .supplyAsync(() -> { throw new RuntimeException("Ошибка!"); })
    .exceptionally(ex -> 0); // Подменяем исключение на ноль

Мгновенный колбэк по завершении задачи

Настройте ваш метод done(), используя наследование от FutureTask.

FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(() -> 42) {
    @Override
    protected void done() {
        // Код для обработки окончания выполнения задачи
    }
};
executor.execute(futureTask);

Визуализация

Представьте задачи как Гоночную трассу:

ExecutorService 🏁: [Задача 1 🚀, Задача 2 🚀, Задача 3 🚀]
CompletionService 🏎️🏁: [Задача 1 🏆, Задача 2 ❓, Задача 3 ❓]

CompletionService действует в роли наблюдателя, сообщая о завершении каждой задачи.

🚀 Задача 1 завершена: 🏎️🏁🏆 "Задача 1 выполнена!"
🚀 Задача 3 опередила: 🏎️🏁🏆 "Задача 3 стала легендой!"

CompletionService позволяет получать результаты по мере их готовности, не блокируя основной поток программы.

Обогащение инструментария с помощью колбэков

Мощь ListenableFuture от Guava

ListenableFuture и ListeningExecutorService от Guava предоставляют расширенный контроль над асинхронными задачами. Они позволяют регистрировать колбэки.

ListeningExecutorService service = MoreExecutors.listeningDecorator(executor);
ListenableFuture<Integer> future = service.submit(() -> 42);

Futures.addCallback(future, new FutureCallback<Integer>() {
    public void onSuccess(Integer result) {
        // Код при успешном выполнении
    }
    public void onFailure(Throwable thrown) {
        // Код при возникновении ошибки
    }
}, service);

Хуки ThreadPoolExecutor для отслеживания задач

Для получения информации о задачах или выполнения действий перед и после задач используйте хуки beforeExecute и afterExecute.

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(...) {
    @Override
    protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) {
        // Код перед выполнением задачи
    }

    @Override
    protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
        // Код после выполнения задачи
    }
};

Стабильная производительность с определенным пулом потоков

Для большей уверенности в производительности используйте фиксированный пул потоков.

ExecutorService fixedExecutor = Executors.newFixedThreadPool(10);

Действия после окончания работы ExecutorService

При завершении работы ExecutorService можно вызвать метод terminated().

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(...) {
    @Override
    protected void terminated() {
        // Код после окончания работы ExecutorService
    }
};

Искусное организование задач и колбэков

Структурируйте асинхронные задачи и колбэки с помощью интерфейса Callable, используйте структуру try-finally для освобождения ресурсов внутри задачи, постобработку результатов выполняйте через thenApply, а при возникновении исключений восстанавливайте цепочку с помощью метода exceptionally.

Полезные материалы

1. Callable (Java Platform SE 8 ) – Подробный разбор интерфейса Callable.
2. CompletableFuture (Java Platform SE 8 ) – Проникновение в CompletableFuture и усвоение принципов асинхронного программирования.
3. Executors (Java Platform SE 8 ) – Руководство по фреймворку исполнения в Java и его вспомогательным методам.
4. java – How to wait for all threads to finish, using ExecutorService? – Stack Overflow – Советы по управлению завершением потоков с использованием ExecutorService.
5. Shutting down Threads Cleanly – Стильное завершение работы потоков и ExecutorCompletionService.
6. Medium – Начальный курс по основам многопоточности в Java 8.