线程池中的任务完成通知与结果返回

# 1. 介绍线程池的概念和用途

在并发编程中，线程池是一种重要的机制，可以有效控制并发线程数量，提高系统性能和稳定性。本章将介绍线程池的定义、作用以及其优缺点。

**理解线程池的定义和作用**

线程池是一组维护着多个线程的池子，这些线程可以反复使用，从而避免为每个任务创建和销毁线程的开销。当有任务到来时，线程池中的线程可以立即响应执行，而无需等待新线程的创建。

**线程池在并发编程中的重要性**

在面对大量并发任务的情况下，合理使用线程池可以提高系统的响应速度，降低资源消耗，并且能够更好地控制任务的执行流程。

**线程池的优点和缺点**

优点包括提高性能、控制资源、提升响应速度和避免线程创建销毁的开销。然而，线程池大小的设置、任务队列的管理以及任务完成通知和结果返回等问题也需要妥善处理，否则可能会引发一些潜在的风险和挑战。

# 2. 任务完成通知的实现方法

在使用线程池时，任务完成的通知是至关重要的。以下是几种常见的任务完成通知的实现方法。

### 使用Java中的Future接口实现任务完成通知

在Java中，Future接口是一种非常便捷的实现任务完成通知的方式。通过Future接口可以提交一个任务给线程池，并且可以在将来的某个时刻获取任务的执行结果。下面是一个使用Future接口实现任务完成通知的简单示例代码：

import java.util.concurrent.*;

public class FutureExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
        Future<String> future = executor.submit(() -> {
            // 模拟耗时操作
            Thread.sleep(2000);
            return "Task completed";
        });

        // 等待任务执行完成
        while (!future.isDone()) {
            System.out.println("Task is not completed yet...");
            Thread.sleep(200);
        }

        String result = future.get(); // 获取任务执行结果
        System.out.println(result);
        executor.shutdown();
    }
}

在上面的示例中，我们使用Future接口提交了一个任务给线程池，并且通过future.get()方法获取任务的执行结果。这种方式可以实现任务完成的通知，但需要轮询Future对象的状态，不够优雅。

### 利用CompletionService实现任务完成通知

为了更加优雅地实现任务完成通知，Java中提供了CompletionService接口。CompletionService允许我们将Executor与BlockingQueue结合在一起，使得当任务完成时可以立即得知。下面是一个使用CompletionService实现任务完成通知的示例代码：

import java.util.concurrent.*;

public class CompletionServiceExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
        CompletionService<String> completionService = new ExecutorCompletionService<>(executor);

        completionService.submit(() -> {
            // 模拟耗时操作
            Thread.sleep(3000);
            return "Task 1 completed";
        });

        completionService.submit(() -> {
            // 模拟耗时操作
            Thread.sleep(2000);
            return "Task 2 completed";
        });

        // 获取任务执行结果
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            Future<String> future = completionService.take();
            String result = future.get();
            Syste