使用 CompletionService 多线程获取结果的关键是将任务提交给一个执行者（Executor），然后使用一个单独的服务来管理异步任务的完成和结果收集。CompletionService 通过将Executor和BlockingQueue相结合，提供了一种将执行完成的任务与待执行任务分离的方式、允许开发人员方便地处理异步执行的任务结果。这通常用于提高应用程序的性能，特别是在必须执行多个独立且可能耗时的任务时。
CompletionService 的实现，如 ExecutorCompletionService，将每个任务的执行与Future相关联，在任务完成时，其结果能够被排队。开发人员可以不必等待所有任务完成，就能获取已完成任务的结果，这样能够更加有效地利用CPU和响应时间，尤其是当一组任务中有的执行得比其他任务快时。通过调用CompletionService的take或poll方法，可以检索到最先完成的任务结果。
一、创建并配置CompletionService
在创建CompletionService之前，首先需要一个ExecutorService，它是真正执行任务的对象。然后，使用ExecutorCompletionService的构造函数将其包装起来。
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10); // 1. 创建一个具有固定线程数的ExecutorService
CompletionService<ResultType> service = new ExecutorCompletionService<>(executor); // 2. 使用Executor创建CompletionService
二、向CompletionService提交任务
一旦创建了CompletionService实例，就可以一一提交Callable或Runnable任务。这些任务将由ExecutorService在后台的线程中异步执行。
for (int i = 0; i < taskCount; i++) {
service.submit(new Task()); // 提交任务
}
其中每个Task实现了Callable接口，并在调用时返回一个结果对象。
三、获取任务结果
提交任务后，可以通过调用CompletionService的take或poll方法来获取异步计算的结果。
for (int i = 0; i < taskCount; i++) {
Future<ResultType> future = service.take(); // 阻塞等待下一个完成的任务
ResultType result = future.get(); // 获取完成的任务结果
// 处理结果
}
使用take方法将引发阻塞，直到有任务完成。如果需要非阻塞获取结果，可以使用poll方法，它允许指定超时或立即返回。
四、处理可能的异常
在从Future获取结果时，可能会抛出异常，特别是在任务执行时出现问题时。处理这些异常能确保程序的健壮性。
try {
Future<ResultType> future = service.take();
ResultType result = future.get();
// 处理结果
} catch (InterruptedException e) {
// 处理中断异常
} catch (ExecutionException e) {
// 处理无法计算的异常
}
五、完成后关闭ExecutorService
一旦所有任务完成并且结果已被处理，应关闭ExecutorService以释放资源。
executor.shutdown(); // 关闭ExecutorService
应确保在应用程序结束之前执行这一步骤，否则那些正在执行的线程可能会导致Java进程继续运行。
整合CompletionService的使用步骤，便可以在多线程环境中有效地管理和收集异步任务的执行结果，同时让代码保持清晰和容易理解。使用CompletionService是实现这一目标的最佳实践之一。
相关问答FAQs：
1. 什么是 CompletionService？如何使用它进行多线程任务的结果获取？
CompletionService是Java并发库中的一个类，它提供了一种更加灵活和高效的多线程结果获取方式。使用CompletionService可以将任务提交给多个线程进行并行处理，然后按照完成的顺序获取任务的结果。
使用CompletionService的步骤如下：
- 创建一个ExecutorService线程池对象，用于执行任务。
- 创建一个CompletionService对象，将ExecutorService对象传递给它。
- 使用CompletionService的submit方法提交任务，得到一个Future对象，可以用于获取任务的执行结果。
- 使用CompletionService的take方法获取已完成的任务的Future对象，然后通过get方法获取任务的结果。
使用CompletionService进行多线程任务的结果获取可以提高任务处理的效率和响应速度，尤其在任务之间存在依赖关系或者需要对任务进行优先级排序时，使用CompletionService可以更方便地管理任务的执行和结果获取。
2. 如何处理多线程任务中的异常情况？
在使用CompletionService进行多线程任务的结果获取时，可能会遇到任务执行过程中发生异常的情况。为了处理这种异常情况，我们可以在每个任务的代码中进行异常处理，确保任务能够正常完成并返回结果。
一种常见的处理方式是在任务的代码中使用try-catch语句捕获异常，并将异常信息封装到结果对象中返回。在获取任务结果时，可以通过判断异常信息来判断任务是否执行成功。如果任务执行过程中发生了异常，则可以在处理结果时进行相应的处理，例如重新提交任务、记录日志或者进行其他的处理操作。
另外，在使用CompletionService进行多线程任务的结果获取时，也可以使用ExecutorService的submit方法的重载版本，接受一个Callable对象和一个ExceptionHandler对象作为参数。ExceptionHandler对象可以自定义异常处理逻辑，用于处理任务执行过程中的异常情况。
3. 如何处理多线程任务的超时情况？
在使用CompletionService进行多线程任务的结果获取时，有时候我们可能需要设置任务的超时时间，以避免任务执行时间过长导致程序的响应速度变慢。
处理多线程任务的超时情况可以通过使用ExecutorService的submit方法的重载版本来实现。该方法接受一个Callable对象和一个超时时间作为参数，并返回一个Future对象。在获取任务的结果时，可以使用Future的get方法指定超时时间，如果任务在指定的时间内未能完成，则可以对超时任务进行相应的处理。
另外，还可以使用ScheduledExecutorService类来实现任务的定时执行，在每个任务的执行时间到达指定的时间后，可以强制终止任务的执行并进行相应的处理操作。通过合理设置任务的超时时间和定时执行时间，可以有效地避免多线程任务的超时情况，并提高程序的响应速度。
