一步步优化页面渲染功能
本节将模拟一个简单的页面渲染功能，它的作用是将HTML页面绘制到图像缓存中，为了简便，假设HTML文件只包含标签文本以及预订大小的图片和URL。
1、串行的页面渲染器
最简单的实现方式是对HTML文档进行串行处理：先绘制文本，然后绘制图像，串行处理：
public class SingleThreadRenderer { void renderPage(CharSequence source) { renderText(source); List imageData = new ArrayList (); for (ImageInfo imageInfo : scanForImageInfo(source)) imageData.add(imageInfo.downloadImage()); for (ImageData data : imageData) renderImage(data); }} 这种实现方式有个问题，因为图像下载过程的大部分时间都是在等待I/O操作执行完成，在这期间CPU几乎不做任何工作。因此，这种执行方式没有充分地利用CPU，使得用户在看到最终页面之前要等待过长时间。通过将问题分解为多个独立的任务并发执行，能够活得更高的CPU利用率和响应灵敏度。
2、使用Future实现页面渲染器
为了使页面渲染器实现更高的并发性，首先将渲染过程分解为两个任务，一个是渲染所有的文本，另一个是下载所有的图像（一个是CPU密集型，一个是I/O密集型）。Callable和Future有助于表示这种协同任务的交互，以下代码首先创建一个Callable来下载所有的图像，当主任务需要图像时，它会等待Future.get的调用结果。如果幸运的话，图像可能已经下载完成，即使没有，至少也已经提前开始下载。
public class FutureRenderer { private final ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); void renderPage(CharSequence source) { final List imageInfos = scanForImageInfo(source); Callable > task = new Callable >() { public List call() { List result = new ArrayList (); for (ImageInfo imageInfo : imageInfos) result.add(imageInfo.downloadImage()); return result; } }; Future > future = executor.submit(task); renderText(source); try { List imageData = future.get(); for (ImageData data : imageData) renderImage(data); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); future.cancel(true); } catch (ExecutionException e) { throw launderThrowable(e.getCause()); } }}
当然，我们还可以优化，用户其实不需要等待所有图像下载完成，我们可以每下载完一张图像就立刻显示出来。
3、使用CompletionService实现页面渲染器
要实现下载完一张就立刻绘制，我们需要及时知道图片下载完成，对于这种场景，CompletionService十分符合需求。CompletionService将生产新的异步任务与使用已完成任务的结果分离开来的服务。生产者 submit 执行的任务，使用者 take 已完成的任务，并按照完成这些任务的顺序处理它们的结果。下面的代码使用CompletionService改写了页面渲染器的实现：
public abstract class Renderer { private final ExecutorService executor; Renderer(ExecutorService executor) { this.executor = executor; } void renderPage(CharSequence source) { final List info = scanForImageInfo(source); CompletionService completionService = new ExecutorCompletionService (executor); for (final ImageInfo imageInfo : info) completionService.submit(new Callable () { public ImageData call() { return imageInfo.downloadImage(); } }); renderText(source); try { for (int t = 0, n = info.size(); t < n; t++) { Future f = completionService.take(); ImageData imageData = f.get(); renderImage(imageData); } } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } catch (ExecutionException e) { throw launderThrowable(e.getCause()); } }} 为任务设置时限
有时候，如果某个任务无法在指定时间内完成，那么将不再需要它的结果，此时可以放弃这个任务。例如，某个Web应用程序从外部的广告服务器上获取广告信息，但是如果该应用程序在两秒内得不到响应，那么将显示一个默认的广告页，这样即使不能活得广告信息，也不会降低站点的响应性能，对于这种需求，Future.get方法可以实现：
Page renderPageWithAd() throws InterruptedException { long endNanos = System.nanoTime() + TIME_BUDGET; Future f = exec.submit(new FetchAdTask()); // Render the page while waiting for the ad Page page = renderPageBody(); Ad ad; try { // Only wait for the remaining time budget long timeLeft = endNanos - System.nanoTime(); ad = f.get(timeLeft, NANOSECONDS); } catch (ExecutionException e) { ad = DEFAULT_AD; } catch (TimeoutException e) { ad = DEFAULT_AD; f.cancel(true); } page.setAd(ad); return page; } 这种"预订时间"的方法可以很容易地扩展到任意数量的任务上，考虑这样一个旅行网站：用户输入旅行日期及要求，网站通过多种途径获取结果，此时，不应该让页面的响应时间受限于最慢的途径，而应该只显示在指定时间内收到的消息，我们可以通过使用支持限时的invokeAll，将多个任务提交到一个ExecutorService的方式实现这个需求：
public class TimeBudget { private static ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); public List getRankedTravelQuotes(TravelInfo travelInfo, Set companies, Comparator ranking, long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException { List tasks = new ArrayList (); for (TravelCompany company : companies) tasks.add(new QuoteTask(company, travelInfo)); List > futures = exec.invokeAll(tasks, time, unit); List quotes = new ArrayList (tasks.size()); Iterator taskIter = tasks.iterator(); for (Future f : futures) { QuoteTask task = taskIter.next(); try { quotes.add(f.get()); } catch (ExecutionException e) { quotes.add(task.getFailureQuote(e.getCause())); } catch (CancellationException e) { quotes.add(task.getTimeoutQuote(e)); } } Collections.sort(quotes, ranking); return quotes; }}class QuoteTask implements Callable { private final TravelCompany company; private final TravelInfo travelInfo; public QuoteTask(TravelCompany company, TravelInfo travelInfo) { this.company = company; this.travelInfo = travelInfo; } TravelQuote getFailureQuote(Throwable t) { return null; } TravelQuote getTimeoutQuote(CancellationException e) { return null; } public TravelQuote call() throws Exception { return company.solicitQuote(travelInfo); }}interface TravelCompany { TravelQuote solicitQuote(TravelInfo travelInfo) throws Exception;}interface TravelQuote {}interface TravelInfo {} 例子来自：《Java并发编程实战》