Java 實(shí)現(xiàn)線程池任務(wù)編排的示例代碼
1. 什么是任務(wù)編排
任務(wù)編排(Task Orchestration)是指將多個(gè)任務(wù)按照特定的依賴關(guān)系和執(zhí)行順序進(jìn)行組織和管理的過(guò)程,以確保各個(gè)任務(wù)能夠按照預(yù)定的邏輯順序高效地執(zhí)行。
2. 為什么需要任務(wù)編排
在復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景中,任務(wù)間通常存在依賴關(guān)系,也就是某個(gè)任務(wù)會(huì)依賴另一個(gè)任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果,在這種情況下,我們需要通過(guò)任務(wù)編排,來(lái)確保任務(wù)按照正確的順序進(jìn)行執(zhí)行。
在任務(wù)編排中,可以定義任務(wù)之間的依賴性、并行執(zhí)行的策略、錯(cuò)誤處理機(jī)制等,從而提高整體工作流的效率和可靠性。通過(guò)任務(wù)編排,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化管理,優(yōu)化資源利用,提高系統(tǒng)的靈活性與可維護(hù)性。
例如,以下任務(wù)的執(zhí)行順序:
其中,任務(wù)二要等任務(wù)一執(zhí)行完才能執(zhí)行,而任務(wù)四要等任務(wù)二和任務(wù)三全部執(zhí)行完才能執(zhí)行。
3. 任務(wù)編排實(shí)現(xiàn)
任務(wù)編排和控制的主要手段有以下:
- Future
- CompletableFuture
- CountDownLatch
- Semaphore
- CyclicBarrier
但如果是全局線程池,想要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的任務(wù)編排,只能使用 Future 或 CompletableFuture。
3.1 Future 任務(wù)編排
使用 Future 實(shí)現(xiàn)上述 4 個(gè)任務(wù)的編排(任務(wù)二要等任務(wù)一執(zhí)行完才能執(zhí)行,而任務(wù)四要等任務(wù)二和任務(wù)三全部執(zhí)行完才能執(zhí)行)
import java.util.concurrent.*; import java.util.Arrays; public class TaskOrchestrator { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建一個(gè)線程池來(lái)執(zhí)行任務(wù) ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); // 定義任務(wù)一 Future<String> taskOneResult = executor.submit(new Callable<String>() { @Override public String call() throws Exception { Thread.sleep(2000); // 模擬耗時(shí)操作 return "Task One Result"; } }); // 定義任務(wù)二,依賴任務(wù)一 Future<String> taskTwoResult = executor.submit(new Callable<String>() { @Override public String call() throws Exception { String result = taskOneResult.get(); // 阻塞等待任務(wù)一完成 Thread.sleep(1000); // 模擬耗時(shí)操作 return "Task Two Result, got: " + result; } }); // 定義任務(wù)三 Future<String> taskThreeResult = executor.submit(new Callable<String>() { @Override public String call() throws Exception { Thread.sleep(1500); // 模擬耗時(shí)操作 return "Task Three Result"; } }); // 定義任務(wù)四,依賴任務(wù)二和任務(wù)三 Future<String> taskFourResult = executor.submit(new Callable<String>() { @Override public String call() throws Exception { String taskTwoOutput = taskTwoResult.get(); // 阻塞等待任務(wù)二完成 String taskThreeOutput = taskThreeResult.get(); // 阻塞等待任務(wù)三完成 Thread.sleep(500); // 模擬耗時(shí)操作 return "Task Four Result, got: " + taskTwoOutput + " and " + taskThreeOutput; } }); // 打印最終結(jié)果 try { System.out.println("Final Result: " + taskFourResult.get()); } catch (InterruptedException | ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } }
3.2 CompletableFuture 任務(wù)編排
CompletableFutrue 提供的方法有很多,但最常用和最實(shí)用的核心方法只有以下幾個(gè):
接下來(lái),使用 CompletableFuture 實(shí)現(xiàn)上述 4 個(gè)任務(wù)的編排(任務(wù)二要等任務(wù)一執(zhí)行完才能執(zhí)行,而任務(wù)四要等任務(wù)二和任務(wù)三全部執(zhí)行完才能執(zhí)行):
import java.util.concurrent.CompletableFuture; import java.util.concurrent.ExecutionException; public class CompletableFutureExample { public static void main(String[] args) { // 任務(wù)一:返回 "Task 1 result" CompletableFuture<String> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { // 模擬耗時(shí)操作 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); throw new RuntimeException(e); } return "Task 1 result"; }); // 任務(wù)二:依賴任務(wù)一,返回 "Task 2 result" + 任務(wù)一的結(jié)果 CompletableFuture<String> task2 = task1.handle((result1, throwable) -> { try { // 模擬耗時(shí)操作 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); throw new RuntimeException(e); } return "Task 2 result " + result1; }); // 任務(wù)三:和任務(wù)一、任務(wù)二并行執(zhí)行,返回 "Task 3 result" CompletableFuture<String> task3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { // 模擬耗時(shí)操作 Thread.sleep(800); // 任務(wù)三可能比任務(wù)二先完成 } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); throw new RuntimeException(e); } return "Task 3 result"; }); // 任務(wù)四:依賴任務(wù)二和任務(wù)三,等待它們都完成后執(zhí)行,返回 "Task 4 result" + 任務(wù)二和任務(wù)三的結(jié)果 CompletableFuture<String> task4 = CompletableFuture.allOf(task2, task3).handle((res, throwable) -> { try { // 這里不需要顯式等待,因?yàn)?allOf 已經(jīng)保證了它們完成 return "Task 4 result with " + task2.get() + " and " + task3.get(); } catch (InterruptedException | ExecutionException e) { throw new RuntimeException(e); } }); // 獲取任務(wù)四的結(jié)果并打印 String finalResult = task4.join(); System.out.println(finalResult); } }
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