使用CompletableFuture執(zhí)行異步多線程任務(wù)時(shí)隶垮,使用ArrayList出現(xiàn)的越界問題

業(yè)務(wù)場(chǎng)景:

今天使用在做項(xiàng)目時(shí)司恳,遇到了一個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景,其中要求如下:

  1. 遠(yuǎn)程調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)獲取教室樹菜單列表
  2. 遠(yuǎn)程調(diào)用設(shè)備服務(wù)獲取已綁定設(shè)備的教室列表
  3. 通過以上兩個(gè)列表(樹菜單挽荠、普通列表)進(jìn)行處理,自己構(gòu)造一個(gè)具有設(shè)備是否綁定標(biāo)識(shí)的新樹菜單(并預(yù)留拓展功能)镀迂,這里涉及到遞歸操作内狗,且需要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象
    如下圖:
    界面

設(shè)計(jì)思路

因?yàn)槠渲猩婕暗搅藘蓚€(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用怪嫌,一個(gè)樹菜單重新構(gòu)造(還涉及判斷)以及遞歸操作,所以在這里我選擇開啟異步線程提高運(yùn)行效率

代碼實(shí)現(xiàn)

以下代碼為實(shí)現(xiàn)類OnlineClassPatrolServiceImpl.java

    /**
     * 獲取教室與設(shè)施關(guān)系樹
     * 1柳沙、獲取已綁定設(shè)備的教室ids
     * 2岩灭、獲取當(dāng)前機(jī)構(gòu)的校區(qū)-教學(xué)樓-樓層-教室樹
     * 3、構(gòu)造新的教室與設(shè)備樹
     *
     * @return
     * @throws BusException
     */
    @Override
    public R getClassroomEuqTree() throws BusException {
        Long orgId = UserUtil.getUserOrgId();
        // 獲取已綁定教室ids
        List<Long> bindClassroomIds = equipmentFeign.getBindClassroomIds(2L, PlatformEnum.PLATFORM_RESOURCE.name());
        if (bindClassroomIds == null || bindClassroomIds.size() == 0) {
            return R.fail("當(dāng)前機(jī)構(gòu)未綁定任何設(shè)備");
        }
        // 根據(jù)機(jī)構(gòu)獲取校區(qū)-教學(xué)樓-樓層-教室樹
        List<SelectTreeVo> selectTreeByJg = basicDataFeign.getSelectTreeByJg(2L);
        if (selectTreeByJg == null || selectTreeByJg.size() == 0) {
            return R.fail("當(dāng)前機(jī)構(gòu)下未設(shè)置教室");
        }
        // 定義教室與設(shè)備樹以及樹高度
        List<ClassroomEquTreeVo> classroomEquTreeVoList = new CopyOnWriteArrayList<>();
        // List<CompletableFuture<ClassroomEquTreeVo>> futures = new ArrayList<>(selectTreeByJg.size());
        // List<ClassroomEquTreeVo> classroomEquTreeVoList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
        List<ClassroomEquTreeVo> classroomEquTreeVoList = new ArrayList<>();
//        for (int i = 0; i < selectTreeByJg.size(); i++) {
//            int finalI = i;
//            futures.add(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
//                ClassroomEquTreeVo temp = new ClassroomEquTreeVo();
//                temp.setId(selectTreeByJg.get(finalI).getId());
//                temp.setLabelName(selectTreeByJg.get(finalI).getLabel());
//                temp.setLevel(0);
//                temp.setFlag(0);
//                if (selectTreeByJg.get(finalI).getChildren() != null && selectTreeByJg.get(finalI).getChildren().size() > 0) {
//                    temp.setChildList(this.getClassroomEquTreeVoList(selectTreeByJg.get(finalI).getChildren(), 1, bindClassroomIds));
//                }
//                return temp;
//            }, taskExecutor).whenComplete((res,e) -> {
//                if (e == null){
//                    classroomEquTreeVoList.add(finalI,res);
//                }
//            }));
//        }
        for (SelectTreeVo vo : selectTreeByJg){
            futures.add(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                ClassroomEquTreeVo temp = new ClassroomEquTreeVo();
                temp.setId(vo.getId());
                temp.setLabelName(vo.getLabel());
                temp.setLevel(0);
                temp.setFlag(0);
                if (vo.getChildren() != null && vo.getChildren().size() > 0) {
                    temp.setChildList(this.getClassroomEquTreeVoList(vo.getChildren(), 1, bindClassroomIds));
                }
                return temp;
            }, taskExecutor));
        }
        // 主線程阻塞等待所有異步線程完成任務(wù)赂鲤,并在join返回結(jié)果再添加到ArrayList噪径,就不會(huì)出現(xiàn)線程安全問題
        futures.forEach(future -> classroomEquTreeVoList.add(future.join()));
        return R.suc(classroomEquTreeVoList);
    }

    /**
     * 遞歸獲取子集
     *
     * @param selectTreeByJg   子集
     * @param level            層級(jí)
     * @param bindClassroomIds 已綁定設(shè)備的教室ids
     * @return
     */
    private List<ClassroomEquTreeVo> getClassroomEquTreeVoList(List<SelectTreeVo> selectTreeByJg, int level, List<Long> bindClassroomIds) {
        if (selectTreeByJg == null || selectTreeByJg.size() == 0) {
            return null;
        }
        List<ClassroomEquTreeVo> classroomEquTreeVoList = new ArrayList<>(selectTreeByJg.size());
        for (SelectTreeVo selectTreeVo : selectTreeByJg) {
            ClassroomEquTreeVo temp = new ClassroomEquTreeVo();
            temp.setId(selectTreeVo.getId());
            temp.setLabelName(selectTreeVo.getLabel());
            temp.setLevel(level);
            if (selectTreeVo.getChildren() != null && selectTreeVo.getChildren().size() > 0) {
                temp.setChildList(this.getClassroomEquTreeVoList(selectTreeVo.getChildren(), level + 1, bindClassroomIds));
            }
            if (level == 3) {
                // 如果是教室
                if (bindClassroomIds.contains(selectTreeVo.getId())) {
                    // 此教室已綁定設(shè)備
                    temp.setFlag(1);
                } else {
                    // 此教室未綁定設(shè)備
                    temp.setFlag(0);
                }
            } else {
                // 校區(qū)、教學(xué)樓数初、樓層
                temp.setFlag(0);
            }
            classroomEquTreeVoList.add(temp);
        }
        return classroomEquTreeVoList;
    }

可以看到找爱,我注釋的這一塊一開始是這樣的想法:

我開啟異步線程的主要是在進(jìn)行構(gòu)造新的自定義樹菜單時(shí)才開啟的,再遠(yuǎn)程調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)和調(diào)用設(shè)備服務(wù)時(shí)泡孩,我并沒有進(jìn)行異步操作车摄,因?yàn)槲矣X得沒必要。

以校區(qū)為遍歷單位仑鸥,各校區(qū)對(duì)的教室樹菜單(遠(yuǎn)程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)用獲得)進(jìn)行遞歸并判斷吮播,當(dāng)為教室層級(jí)時(shí),判斷是否存在當(dāng)前已綁定的教室列表(遠(yuǎn)程設(shè)備服務(wù)調(diào)用獲得)眼俊,若存在則設(shè)置自定義樹菜單的flag字段為1(0為綁定意狠,1已綁定)狀態(tài)。

思路圖如下所示:


image.png

發(fā)現(xiàn)問題

會(huì)出現(xiàn)北校區(qū)執(zhí)行比較快的情況泵琳,則北校區(qū)的數(shù)據(jù)先放入List中摄职,導(dǎo)致了最好的的結(jié)果resultList的順序與一開始的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的教室樹菜單校區(qū)順序不一致情況。
在這里我又不想對(duì)resultList結(jié)果列表進(jìn)行重排序获列,所以我在每次異步任務(wù)執(zhí)行完時(shí)谷市,使用whenComplete將當(dāng)前的List加入最后的classroomEquTreeVoList.add(finalI,res)中(finalI為下標(biāo)索引,res為當(dāng)前任務(wù)的子結(jié)果)

如果此時(shí)击孩,北校區(qū)執(zhí)行比較快迫悠,當(dāng)他又是第二個(gè)執(zhí)行,他先進(jìn)入List巩梢,則出現(xiàn)List[1] = 北校區(qū)數(shù)據(jù)〈葱梗現(xiàn)在下標(biāo)應(yīng)該為0的南校區(qū)還沒進(jìn)來,北校區(qū)由于執(zhí)行得快括蝠,先進(jìn)來了鞠抑。

就像下面這個(gè)問題:index: 1,Size: 0


image.png
出現(xiàn)了線程不安全的問題忌警,導(dǎo)致List<ClassroomEquTreeVo> classroomEquTreeVoList = 下標(biāo)出現(xiàn)錯(cuò)誤

解決方法(在這里我使用了第三種方法搁拙,阻塞主線程方法)

1、使用 CopyOnWriteArrayList (適合需要讀多寫少的業(yè)務(wù)場(chǎng)景)
  • List<ClassroomEquTreeVo> classroomEquTreeVoList = new CopyOnWriteArrayList<>();
2、使用 Collections.synchronizedList 將結(jié)果List設(shè)置為線程安全類箕速,
  • List<ClassroomEquTreeVo> classroomEquTreeVoList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
3酪碘、在主線程進(jìn)行阻塞等待,當(dāng)我們的所有異步任務(wù)(我這里是各校區(qū)完成結(jié)果遞歸)完成時(shí)盐茎,再將結(jié)果添加至新的List:
  • futures.forEach(future -> classroomEquTreeVoList.add(future.join()));
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