Исполнители Java: как получить уведомление, не блокируя, когда задача завершена?

Скажем, у меня есть очередь, полная задач, которые мне нужно отправить в службу исполнителя. Я хочу, чтобы они обрабатывались по одному. Самый простой способ, который я могу придумать, это:

  1. Возьмите задачу из очереди
  2. Отправить его исполнителю
  3. Позвоните.get на возвращенное будущее и заблокируйте, пока результат не будет доступен
  4. Возьми еще одно задание из очереди...

Тем не менее, я пытаюсь избежать блокировки полностью. Если у меня будет 10000 таких очередей, для которых нужно обрабатывать свои задачи по одной, я исчерпаю пространство стека, потому что большинство из них будут удерживать заблокированные потоки.

Что я хотел бы, это отправить задачу и предоставить обратный вызов, который вызывается, когда задача завершена. Я буду использовать это уведомление об обратном вызове в качестве флага для отправки следующего задания. (functionjava и jetlang, очевидно, используют такие неблокирующие алгоритмы, но я не могу понять их код)

Как я могу сделать это, используя java.util.concurrent JDK, если не считать написания моей собственной службы исполнителя?

(очередь, которая кормит меня этими задачами, сама может блокироваться, но это проблема, которая будет решена позже)

Источник

12 ответов

Решение

Определите интерфейс обратного вызова для получения любых параметров, которые вы хотите передать в уведомлении о завершении. Затем вызовите его в конце задачи.

Вы даже можете написать общую оболочку для задач Runnable и отправить их в ExecutorService, Или см. Ниже механизм, встроенный в Java 8.

class CallbackTask implements Runnable {

  private final Runnable task;

  private final Callback callback;

  CallbackTask(Runnable task, Callback callback) {
    this.task = task;
    this.callback = callback;
  }

  public void run() {
    task.run();
    callback.complete();
  }

}

С CompletableFutureJava 8 включает более сложные средства для составления конвейеров, где процессы могут выполняться асинхронно и условно. Вот надуманный, но полный пример уведомления.

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class GetTaskNotificationWithoutBlocking {

  public static void main(String... argv) throws Exception {
    ExampleService svc = new ExampleService();
    GetTaskNotificationWithoutBlocking listener = new GetTaskNotificationWithoutBlocking();
    CompletableFuture<String> f = CompletableFuture.supplyAsync(svc::work);
    f.thenAccept(listener::notify);
    System.out.println("Exiting main()");
  }

  void notify(String msg) {
    System.out.println("Received message: " + msg);
  }

}

class ExampleService {

  String work() {
    sleep(7000, TimeUnit.MILLISECONDS); /* Pretend to be busy... */
    char[] str = new char[5];
    ThreadLocalRandom current = ThreadLocalRandom.current();
    for (int idx = 0; idx < str.length; ++idx)
      str[idx] = (char) ('A' + current.nextInt(26));
    String msg = new String(str);
    System.out.println("Generated message: " + msg);
    return msg;
  }

  public static void sleep(long average, TimeUnit unit) {
    String name = Thread.currentThread().getName();
    long timeout = Math.min(exponential(average), Math.multiplyExact(10, average));
    System.out.printf("%s sleeping %d %s...%n", name, timeout, unit);
    try {
      unit.sleep(timeout);
      System.out.println(name + " awoke.");
    } catch (InterruptedException abort) {
      Thread.currentThread().interrupt();
      System.out.println(name + " interrupted.");
    }
  }

  public static long exponential(long avg) {
    return (long) (avg * -Math.log(1 - ThreadLocalRandom.current().nextDouble()));
  }

}
Источник

В Java 8 вы можете использовать CompletableFuture. Вот пример, который я имел в своем коде, где я использую его для извлечения пользователей из моей пользовательской службы, сопоставления их с моими объектами представления, а затем обновления моего представления или отображения диалога об ошибках (это приложение с графическим интерфейсом):

    CompletableFuture.supplyAsync(
            userService::listUsers
    ).thenApply(
            this::mapUsersToUserViews
    ).thenAccept(
            this::updateView
    ).exceptionally(
            throwable -> { showErrorDialogFor(throwable); return null; }
    );

Это выполняется асинхронно. Я использую два частных метода: mapUsersToUserViews а также updateView,

Источник

Используйте прослушиваемый API будущего Guava и добавьте обратный вызов. Ср с веб-сайта:

ListeningExecutorService service = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newFixedThreadPool(10));
ListenableFuture<Explosion> explosion = service.submit(new Callable<Explosion>() {
  public Explosion call() {
    return pushBigRedButton();
  }
});
Futures.addCallback(explosion, new FutureCallback<Explosion>() {
  // we want this handler to run immediately after we push the big red button!
  public void onSuccess(Explosion explosion) {
    walkAwayFrom(explosion);
  }
  public void onFailure(Throwable thrown) {
    battleArchNemesis(); // escaped the explosion!
  }
});
Источник

Вы могли бы продлить FutureTask класс и переопределить done() метод, затем добавьте FutureTask возражать против ExecutorService, Итак done() метод будет вызывать, когда FutureTask завершено немедленно.

Источник

ThreadPoolExecutor также имеет beforeExecute а также afterExecute перехватить методы, которые вы можете переопределить и использовать. Вот описание от ThreadPoolExecutor ага

Методы крюка

Этот класс обеспечивает защищенный переопределяемый beforeExecute(java.lang.Thread, java.lang.Runnable) а также afterExecute(java.lang.Runnable, java.lang.Throwable) методы, которые вызываются до и после выполнения каждой задачи. Их можно использовать для манипулирования средой исполнения; например, повторная инициализация ThreadLocals, сбор статистики или добавление записей журнала. Кроме того, метод terminated() может быть переопределено для выполнения любой специальной обработки, которая должна быть выполнена после Executor полностью прекращено. Если методы ловушки или обратного вызова генерируют исключения, внутренние рабочие потоки могут, в свою очередь, завершиться сбоем и внезапно завершиться.

Источник

Использовать CountDownLatch,

Это из java.util.concurrent и это именно тот способ дождаться завершения нескольких потоков, прежде чем продолжить.

Чтобы добиться эффекта обратного вызова, за которым вы ухаживаете, это требует немного дополнительной дополнительной работы. А именно, обрабатывая это самостоятельно в отдельном потоке, который использует CountDownLatch и ждет его, затем продолжает уведомлять обо всем, что вам нужно уведомить. Не существует встроенной поддержки обратного вызова или чего-либо подобного этому эффекту.

РЕДАКТИРОВАТЬ: теперь, когда я понимаю ваш вопрос, я думаю, что вы зашли слишком далеко, без необходимости. Если вы берете регулярный SingleThreadExecutor Дайте ему все задачи, и он будет делать очереди изначально.

Источник

Если вы хотите убедиться, что никакие задачи не будут выполняться одновременно, используйте SingleThreadedExecutor. Задачи будут обработаны в порядке их отправки. Вам даже не нужно держать задачи, просто отправьте их в exec.

Источник

Простой код для реализации Callback механизм с использованием ExecutorService

import java.util.concurrent.*;
import java.util.*;

public class CallBackDemo{
    public CallBackDemo(){
        System.out.println("creating service");
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);

        try{
            for ( int i=0; i<5; i++){
                Callback callback = new Callback(i+1);
                MyCallable myCallable = new MyCallable((long)i+1,callback);
                Future<Long> future = service.submit(myCallable);
                //System.out.println("future status:"+future.get()+":"+future.isDone());
            }
        }catch(Exception err){
            err.printStackTrace();
        }
        service.shutdown();
    }
    public static void main(String args[]){
        CallBackDemo demo = new CallBackDemo();
    }
}
class MyCallable implements Callable<Long>{
    Long id = 0L;
    Callback callback;
    public MyCallable(Long val,Callback obj){
        this.id = val;
        this.callback = obj;
    }
    public Long call(){
        //Add your business logic
        System.out.println("Callable:"+id+":"+Thread.currentThread().getName());
        callback.callbackMethod();
        return id;
    }
}
class Callback {
    private int i;
    public Callback(int i){
        this.i = i;
    }
    public void callbackMethod(){
        System.out.println("Call back:"+i);
        // Add your business logic
    }
}

выход:

creating service
Callable:1:pool-1-thread-1
Call back:1
Callable:3:pool-1-thread-3
Callable:2:pool-1-thread-2
Call back:2
Callable:5:pool-1-thread-5
Call back:5
Call back:3
Callable:4:pool-1-thread-4
Call back:4

Ключевые примечания:

  1. Если вы хотите обрабатывать задачи в последовательности в порядке FIFO, замените newFixedThreadPool(5) с newFixedThreadPool(1)

  2. Если вы хотите обработать следующую задачу после анализа результата из callback предыдущей задачи, просто откомментируйте ниже строки

    //System.out.println("future status:"+future.get()+":"+future.isDone());

  3. Вы можете заменить newFixedThreadPool() с одним из

    Executors.newCachedThreadPool()
Executors.newWorkStealingPool()
ThreadPoolExecutor

    в зависимости от вашего варианта использования.

  4. Если вы хотите обрабатывать метод обратного вызова асинхронно

    а. Передать общий ExecutorService or ThreadPoolExecutor вызываемой задачи

    б. Конвертировать ваши Callable метод для Callable/Runnable задача

    с. Задача обратного вызова ExecutorService or ThreadPoolExecutor

Источник

Это расширение ответа Пача с использованием Guava ListenableFuture,

Особенно, Futures.transform() возвращается ListenableFuture поэтому может использоваться для цепочки асинхронных вызовов. Futures.addCallback() возвращается void, поэтому не может использоваться для цепочки, но хорошо для обработки успеха / неудачи при асинхронном завершении.

// ListenableFuture1: Open Database
ListenableFuture<Database> database = service.submit(() -> openDatabase());

// ListenableFuture2: Query Database for Cursor rows
ListenableFuture<Cursor> cursor =
    Futures.transform(database, database -> database.query(table, ...));

// ListenableFuture3: Convert Cursor rows to List<Foo>
ListenableFuture<List<Foo>> fooList =
    Futures.transform(cursor, cursor -> cursorToFooList(cursor));

// Final Callback: Handle the success/errors when final future completes
Futures.addCallback(fooList, new FutureCallback<List<Foo>>() {
  public void onSuccess(List<Foo> foos) {
    doSomethingWith(foos);
  }
  public void onFailure(Throwable thrown) {
    log.error(thrown);
  }
});

ПРИМЕЧАНИЕ. Помимо цепочки асинхронных задач Futures.transform() также позволяет планировать каждую задачу для отдельного исполнителя (в этом примере не показано).

Источник

Вы можете использовать реализацию Callable так, чтобы

public class MyAsyncCallable<V> implements Callable<V> {

    CallbackInterface ci;

    public MyAsyncCallable(CallbackInterface ci) {
        this.ci = ci;
    }

    public V call() throws Exception {

        System.out.println("Call of MyCallable invoked");
        System.out.println("Result = " + this.ci.doSomething(10, 20));
        return (V) "Good job";
    }
}

где CallbackInterface является чем-то очень простым, как

public interface CallbackInterface {
    public int doSomething(int a, int b);
}

и теперь основной класс будет выглядеть так

ExecutorService ex = Executors.newFixedThreadPool(2);

MyAsyncCallable<String> mac = new MyAsyncCallable<String>((a, b) -> a + b);
ex.submit(mac);
Источник

Чтобы добавить ответ Мэтта, который помог, вот более конкретный пример, демонстрирующий использование обратного вызова.

private static Primes primes = new Primes();

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    getPrimeAsync((p) ->
        System.out.println("onPrimeListener; p=" + p));

    System.out.println("Adios mi amigito");
}
public interface OnPrimeListener {
    void onPrime(int prime);
}
public static void getPrimeAsync(OnPrimeListener listener) {
    CompletableFuture.supplyAsync(primes::getNextPrime)
        .thenApply((prime) -> {
            System.out.println("getPrimeAsync(); prime=" + prime);
            if (listener != null) {
                listener.onPrime(prime);
            }
            return prime;
        });
}

Выход:

    getPrimeAsync(); prime=241
    onPrimeListener; p=241
    Adios mi amigito
Источник

Вы можете реализовать будущие задачи в исполнителях Java, которые возвращают обратный вызов по завершении задач.

  • Используйте callable для задач вместо runnable
  • Может выполнять несвязанные задачи, когда выполнение потоков выполняется асинхронно.
  • Можно выполнить несколько задач и получить результат каждой из них.

Follwoing — это класс, который возвращает случайные целые значения из задачи и печатает их в основном потоке.

      public class ExecutorCallable {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        //fix number of threads
        //blocking queue-thread safe
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);

        //submit the tasks for execution
        Future<Integer> result = service.submit(new Task());

        //*** perform some unrelated operations

        System.out.println("Result of submitted task is : " + result.get());//blocks until the future is ready after completion

        System.out.println("Thread name " + Thread.currentThread().getName());
    }

    static class Task implements Callable<Integer> {

        @Override
        public Integer call() throws Exception {
            return new Random().nextInt();
        }
    }
 }

Результат:

      Result of submitted task is : 16645418
Thread name main
Источник
Другие вопросы по тегам