美团面试:如何实现线程任务编排?

简介: 线程任务编排指的是对多个线程任务按照一定的逻辑顺序或条件进行组织和安排,以实现协同工作、顺序执行或并行执行的一种机制。## 1.线程任务编排 VS 线程通讯有同学可能会想:那线程的任务编排是不是问的就是线程间通讯啊?线程间通讯我知道了,它的实现方式总共有以下几种方式:1. Object 类下的 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法;2. Condition 类下的 await()、signal() 和 signalAll() 方法;3. LockSupport 类下的 park() 和 unpark() 方法。但是,**线程通讯和线程的任务编排是

线程任务编排指的是对多个线程任务按照一定的逻辑顺序或条件进行组织和安排,以实现协同工作、顺序执行或并行执行的一种机制。

1.线程任务编排 VS 线程通讯

有同学可能会想:那线程的任务编排是不是问的就是线程间通讯啊?

线程间通讯我知道了,它的实现方式总共有以下几种方式:

  1. Object 类下的 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法;
  2. Condition 类下的 await()、signal() 和 signalAll() 方法;
  3. LockSupport 类下的 park() 和 unpark() 方法。

但是,线程通讯和线程的任务编排是不同的两个概念,它们的区别如下:

  • 线程任务编排主要关注的是如何组织和管理线程执行的任务序列,确保任务按照预定的逻辑和顺序执行,包括任务的启动、停止、依赖管理、执行策略(如并行、串行)以及错误处理等。它是关于如何有效地规划线程的工作流程,以达成高效和正确的程序执行目标。
  • 线程通讯则是指在多线程环境中,线程之间传递信息和协调工作的机制。当多个线程需要共享数据或协同完成某项任务时,它们需要通过某种方式进行沟通,以确保数据的正确性和任务的同步执行。它的重点在于解决线程间的同步问题和数据一致性问题。

简而言之,线程任务编排侧重于高层次的执行计划和流程控制,而线程通讯则专注于底层的数据交互和同步细节。在实际应用中,有效的线程任务编排往往离不开合理的线程通讯机制,两者相辅相成,共同支撑起复杂多线程程序的正确执行。

2.线程任务编排

线程的任务编排的实现方式主要有以下两种:

  1. FutureTask:诞生于 JDK 1.5,它实现了 Future 接口和 Runnable 接口,设计初衷是为了支持可取消的异步计算。它既可以承载 Runnable 任务(通过包装成 RunnableAdapter),也可以承载 Callable 任务,从而能够返回计算结果,使用它可以实现简单的异步任务执行和结果的等待。
  2. CompletableFuture:诞生于 JDK 8,它不仅实现了 Future 接口,还实现了 CompletionStage 接口。CompletionStage 是对 Future 的扩展,提供了丰富的链式异步编程模型,支持函数式编程风格,可以更加灵活地处理异步操作的组合和依赖回调等。

    2.1 FutureTask 使用

    FutureTask 使用示例如下:
    ```java
    import java.util.concurrent.Callable;
    import java.util.concurrent.ExecutionException;
    import java.util.concurrent.FutureTask;
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;

public class FutureTaskDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个Callable任务
Callable task = () -> {
Thread.sleep(2000); // 模拟任务耗时操作
return 10; // 返回任务结果
};

    // 创建FutureTask,并将Callable任务包装起来
    FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(task);

    // 创建线程池
    ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

    // 提交FutureTask给线程池执行
    executor.submit(futureTask);

    try {
        // 获取任务结果,get()方法会阻塞直到任务完成并返回结果
        int result = futureTask.get();
        System.out.println("任务结果:" + result);
    } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}

在上述示例中,通过创建一个 Callable 任务来模拟耗时操作,并使用 FutureTask 包装该任务。然后将 FutureTask 提交给线程池执行,最后通过 get() 方法获取任务的执行结果,之后才会执行后续流程。我们可以通过 get() 方法阻塞等待程序执行结果,从而完成线程任务的简单编排。
### 2.2 CompletableFuture 使用
从上面 FutureTask 实现代码可以看出,它不但写法麻烦,而且需要使用 get() 方法阻塞等待线程的执行结果,对于异步任务的执行来说,不够灵活且效率也会受影响,然而 CompletableFutrue 的出现,则弥补了 FutureTask 的这些缺陷。

CompletableFutrue 提供的方法有很多,但最常用和最实用的核心方法只有以下几个:
![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/92791/1715850006022-8f3876e0-efc2-4e00-9788-8a29b9df4109.png#averageHue=%23fcf5f0&clientId=u985bd64c-771a-4&from=paste&height=323&id=u90852472&originHeight=485&originWidth=1397&originalType=binary&ratio=1.5&rotation=0&showTitle=false&size=81524&status=done&style=none&taskId=u841ace0e-502e-4bc2-a3c1-15ca04ae10c&title=&width=931.3333333333334)
例如,我们现在实现一个这样的场景:
![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/92791/1715850330226-c601fa7b-626c-47b1-b67b-a7f15afc40cf.png#averageHue=%23fbfafa&clientId=u985bd64c-771a-4&from=paste&height=569&id=u366d8f8d&originHeight=854&originWidth=666&originalType=binary&ratio=1.5&rotation=0&showTitle=false&size=197364&status=done&style=none&taskId=u9ecd68ad-4da1-4dbf-8feb-cd2451ea181&title=&width=444)
任务描述:任务一执行完之后执行任务二,任务三和任务一和任务二一起执行,所有任务都有返回值,等任务二和任务三执行完成之后,再执行任务四,它的实现代码如下:
```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class CompletableFutureExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 任务一:返回 "Task 1 result"
        CompletableFuture<String> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                // 模拟耗时操作
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
                throw new RuntimeException(e);
            }
            return "Task 1 result";
        });
        // 任务二:依赖任务一,返回 "Task 2 result" + 任务一的结果
        CompletableFuture<String> task2 = task1.handle((result1, throwable) -> {
            try {
                // 模拟耗时操作
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
                throw new RuntimeException(e);
            }
            return "Task 2 result " + result1;
        });
        // 任务三:和任务一、任务二并行执行,返回 "Task 3 result"
        CompletableFuture<String> task3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                // 模拟耗时操作
                Thread.sleep(800); // 任务三可能比任务二先完成
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
                throw new RuntimeException(e);
            }
            return "Task 3 result";
        });
        // 任务四:依赖任务二和任务三,等待它们都完成后执行,返回 "Task 4 result" + 任务二和任务三的结果
        CompletableFuture<String> task4 = CompletableFuture.allOf(task2, task3).handle((res, throwable) -> {
            try {
                // 这里不需要显式等待,因为 allOf 已经保证了它们完成
                return "Task 4 result with " + task2.get() + " and " + task3.get();
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        });
        // 获取任务四的结果并打印
        String finalResult = task4.join();
        System.out.println(finalResult);
    }
}

课后思考

使用 CompletableFuture 需要配合线程池一起使用吗?为什么?CompletableFuture 默认的线程池是如何实现的?

本文已收录到我的面试小站 www.javacn.site,其中包含的内容有:Redis、JVM、并发、并发、MySQL、Spring、Spring MVC、Spring Boot、Spring Cloud、MyBatis、设计模式、消息队列等模块。

相关文章
|
10天前
|
算法 Java 数据库
美团面试:百亿级分片,如何设计基因算法?
40岁老架构师尼恩分享分库分表的基因算法设计,涵盖分片键选择、水平拆分策略及基因法优化查询效率等内容,助力面试者应对大厂技术面试,提高架构设计能力。
美团面试:百亿级分片,如何设计基因算法?
|
10天前
|
存储 监控 算法
美团面试:说说 G1垃圾回收 底层原理?说说你 JVM 调优的过程 ?
尼恩提示: G1垃圾回收 原理非常重要, 是面试的重点, 大家一定要好好掌握
美团面试:说说 G1垃圾回收 底层原理?说说你 JVM 调优的过程  ?
|
10天前
|
SQL 存储 关系型数据库
美团面试:binlog、redo log、undo log的底层原理是什么?它们分别实现ACID的哪个特性?
老架构师尼恩在其读者交流群中分享了关于 MySQL 中 redo log、undo log 和 binlog 的面试题及其答案。这些问题涵盖了事务的 ACID 特性、日志的一致性问题、SQL 语句的执行流程等。尼恩详细解释了这些日志的作用、所在架构层级、日志形式、缓存机制以及写文件方式等内容。他还提供了多个面试题的详细解答,帮助读者系统化地掌握这些知识点,提升面试表现。此外,尼恩还推荐了《尼恩Java面试宝典PDF》和其他技术圣经系列PDF,帮助读者进一步巩固知识,实现“offer自由”。
美团面试:binlog、redo log、undo log的底层原理是什么?它们分别实现ACID的哪个特性?
|
9天前
|
算法 Java 数据库
美团面试:百亿级分片,如何设计基因算法?
40岁老架构师尼恩在读者群中分享了关于分库分表的基因算法设计,旨在帮助大家应对一线互联网企业的面试题。文章详细介绍了分库分表的背景、分片键的设计目标和建议,以及基因法的具体应用和优缺点。通过系统化的梳理,帮助读者提升架构、设计和开发水平,顺利通过面试。
美团面试:百亿级分片,如何设计基因算法?
|
10天前
|
消息中间件 存储 缓存
美团面试: Kafka为啥能实现 10Wtps 到100Wtps ?kafka 如何实现零复制 Zero-copy?
40岁老架构师尼恩分享了Kafka如何实现高性能的秘诀,包括零拷贝技术和顺序写。Kafka采用mmap和sendfile两种零拷贝技术,前者用于读写索引文件,后者用于向消费者发送消息,减少数据在用户空间和内核空间间的拷贝次数,提高数据传输效率。此外,Kafka通过顺序写日志文件,避免了磁盘寻道和旋转延迟,进一步提升了写入性能。尼恩还提供了系列技术文章和PDF资料,帮助读者深入理解这些技术,提升面试竞争力。
美团面试: Kafka为啥能实现 10Wtps 到100Wtps ?kafka 如何实现零复制 Zero-copy?
|
10天前
|
NoSQL Java API
美团面试:Redis锁如何续期?Redis锁超时,任务没完怎么办?
在40岁老架构师尼恩的读者交流群中,近期有小伙伴在面试一线互联网企业时遇到了关于Redis分布式锁过期及自动续期的问题。尼恩对此进行了系统化的梳理,介绍了两种核心解决方案:一是通过增加版本号实现乐观锁,二是利用watch dog自动续期机制。后者通过后台线程定期检查锁的状态并在必要时延长锁的过期时间,确保锁不会因超时而意外释放。尼恩还分享了详细的代码实现和原理分析,帮助读者深入理解并掌握这些技术点,以便在面试中自信应对相关问题。更多技术细节和面试准备资料可在尼恩的技术文章和《尼恩Java面试宝典》中获取。
美团面试:Redis锁如何续期?Redis锁超时,任务没完怎么办?
|
10天前
|
SQL 关系型数据库 MySQL
美团面试:mysql 索引失效?怎么解决? (重点知识,建议收藏,读10遍+)
本文详细解析了MySQL索引失效的多种场景及解决方法,包括破坏最左匹配原则、索引覆盖原则、前缀匹配原则、`ORDER BY`排序不当、`OR`关键字使用不当、索引列上有计算或函数、使用`NOT IN`和`NOT EXISTS`不当、列的比对等。通过实例演示和`EXPLAIN`命令分析,帮助读者深入理解索引失效的原因,并提供相应的优化建议。文章还推荐了《尼恩Java面试宝典》等资源,助力面试者提升技术水平,顺利通过面试。
|
3月前
|
存储 Java
【IO面试题 四】、介绍一下Java的序列化与反序列化
Java的序列化与反序列化允许对象通过实现Serializable接口转换成字节序列并存储或传输,之后可以通过ObjectInputStream和ObjectOutputStream的方法将这些字节序列恢复成对象。
|
18天前
|
算法 Java 数据中心
探讨面试常见问题雪花算法、时钟回拨问题,java中优雅的实现方式
【10月更文挑战第2天】在大数据量系统中,分布式ID生成是一个关键问题。为了保证在分布式环境下生成的ID唯一、有序且高效,业界提出了多种解决方案,其中雪花算法(Snowflake Algorithm)是一种广泛应用的分布式ID生成算法。本文将详细介绍雪花算法的原理、实现及其处理时钟回拨问题的方法,并提供Java代码示例。
45 2
|
22天前
|
JSON 安全 前端开发
第二次面试总结 - 宏汉科技 - Java后端开发
本文是作者对宏汉科技Java后端开发岗位的第二次面试总结,面试结果不理想,主要原因是Java基础知识掌握不牢固,文章详细列出了面试中被问到的技术问题及答案,包括字符串相关函数、抽象类与接口的区别、Java创建线程池的方式、回调函数、函数式接口、反射以及Java中的集合等。
23 0