Question

当其中一个正在运行的任务引发异常时，我需要取消所有计划的但尚未运行的CompletableFuture任务。

尝试以下示例，但大多数时候主方法不会退出（可能由于某种类型的死锁）。

public static void main(String[] args) {
    ExecutorService executionService = Executors.newFixedThreadPool(5);

    Set< CompletableFuture<?> > tasks = new HashSet<>();

    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        final int id = i;
        CompletableFuture<?> c = CompletableFuture

        .runAsync( () -> {
            System.out.println("Running: " + id); 
            if ( id == 400 ) throw new RuntimeException("Exception from: " + id);
        }, executionService )

        .whenComplete( (v, ex) -> { 
            if ( ex != null ) {
                System.out.println("Shutting down.");
                executionService.shutdownNow();
                System.out.println("shutdown.");
            }
        } );

        tasks.add(c);
    }

    try{ 
        CompletableFuture.allOf( tasks.stream().toArray(CompletableFuture[]::new) ).join(); 
    }catch(Exception e) { 
        System.out.println("Got async exception: " + e); 
    }finally { 
        System.out.println("DONE"); 
    }        
}

最后的打印输出是这样的：

Running: 402
Running: 400
Running: 408
Running: 407
Running: 406
Running: 405
Running: 411
Shutting down.
Running: 410
Running: 409
Running: 413
Running: 412
shutdown.

尝试在单独的线程上运行shutdownNow方法，但在大多数情况下，它仍然会产生相同的死锁。

您知道什么可能导致此死锁吗？

您认为抛出异常时取消所有计划的但尚未运行的CompletableFuture的最佳方法是什么？

正在考虑遍历tasks并在每个cancel上调用CompletableFuture。但是我不喜欢从CancellationException中抛出join。

Answer 1

您应该记住

CompletableFuture<?> f = CompletableFuture.runAsync(runnable, executionService);

基本上等同于

CompletableFuture<?> f = new CompletableFuture<>();
executionService.execute(() -> {
    if(!f.isDone()) {
        try {
            runnable.run();
            f.complete(null);
        }
        catch(Throwable t) {
            f.completeExceptionally(t);
        }
    }
});

因此ExecutorService对CompletableFuture一无所知，因此，它不能一般取消。它所具有的只是一项工作，表示为Runnable的实现。

换句话说，shutdownNow()将阻止执行待处理的作业，因此，剩余的期货将无法正常完成，但不会取消。然后，您在join()返回的未来上调用allOf，由于未完成的期货，它将永远不会返回。

但是请注意，计划的工作确实会在做任何昂贵的事情之前检查未来是否已经完成。

因此，如果您将代码更改为

ExecutorService executionService = Executors.newFixedThreadPool(5);
Set<CompletableFuture<?>> tasks = ConcurrentHashMap.newKeySet();
AtomicBoolean canceled = new AtomicBoolean();

for(int i = 0; i < 1000; i++) {
    final int id = i;
    CompletableFuture<?> c = CompletableFuture
        .runAsync(() -> {
            System.out.println("Running: " + id); 
            if(id == 400) throw new RuntimeException("Exception from: " + id);
        }, executionService);
        c.whenComplete((v, ex) -> {
            if(ex != null && canceled.compareAndSet(false, true)) {
                System.out.println("Canceling.");
                for(CompletableFuture<?> f: tasks) f.cancel(false);
                System.out.println("Canceled.");
            }
        });
    tasks.add(c);
    if(canceled.get()) {
        c.cancel(false);
        break;
    }
}

try {
    CompletableFuture.allOf(tasks.toArray(new CompletableFuture[0])).join();
} catch(Exception e) {
    System.out.println("Got async exception: " + e);
} finally {
    System.out.println("DONE");
}
executionService.shutdown();

可运行对象一旦取消关联的将来就不会执行。由于取消和普通执行之间存在竞争，将动作更改为

可能会有所帮助

.runAsync(() -> {
    System.out.println("Running: " + id); 
    if(id == 400) throw new RuntimeException("Exception from: " + id);
    LockSupport.parkNanos(1000);
}, executionService);

模拟一些实际工作量。然后，您将看到遇到异常后执行的动作更少。

由于异步异常甚至可能在提交循环仍在运行时发生，因此它使用AtomicBoolean来检测这种情况并在这种情况下停止循环。

请注意，对于CompletableFuture，取消和任何其他异常完成之间没有区别。调用f.cancel(…)等效于f.completeExceptionally(new CancellationException())。因此，由于在特殊情况下CompletableFuture.allOf报告了任何异常，因此很有可能是CancellationException而不是触发异常。

如果将两个cancel(false)调用替换为complete(null)，则会产生类似的效果，可运行对象将不会对已完成的期货执行，但是allOf将报告原始异常，因为这是唯一的例外。而且它还有另一个积极的作用：用null值完成要比构造CancellationException便宜得多（对于每个未决的将来），因此通过complete(null)强制执行的速度要快得多，从而防止了更多操作执行的未来。

Answer 2

另一种仅依靠CompletableFuture的解决方案是使用“取消”将来，这将导致所有未完成的任务在完成后被取消：

Set<CompletableFuture<?>> tasks = ConcurrentHashMap.newKeySet();
CompletableFuture<Void> canceller = new CompletableFuture<>();

for(int i = 0; i < 1000; i++) {
    if (canceller.isDone()) {
        System.out.println("Canceller invoked, not creating other futures.");
        break;
    }
    //LockSupport.parkNanos(10);
    final int id = i;
    CompletableFuture<?> c = CompletableFuture
            .runAsync(() -> {
                //LockSupport.parkNanos(1000);
                System.out.println("Running: " + id);
                if(id == 400) throw new RuntimeException("Exception from: " + id);
            }, executionService);
    c.whenComplete((v, ex) -> {
        if(ex != null) {
            canceller.complete(null);
        }
    });
    tasks.add(c);
}
canceller.thenRun(() -> {
    System.out.println("Cancelling all tasks.");
    tasks.forEach(t -> t.cancel(false));
    System.out.println("Finished cancelling tasks.");
});

从CompletableFuture调用ExecutorService.shutdownNow

2 个答案: