1. Future的應(yīng)用場(chǎng)景

在并發(fā)編程中，我們經(jīng)常用到非阻塞的模型，在之前的多線程的三種實(shí)現(xiàn)中，不管是繼承thread類還是實(shí)現(xiàn)runnable接口，都無(wú)法保證獲取到之前的執(zhí)行結(jié)果。通過(guò)實(shí)現(xiàn)Callback接口，并用Future可以來(lái)接收多線程的執(zhí)行結(jié)果。

Future表示一個(gè)可能還沒(méi)有完成的異步任務(wù)的結(jié)果，針對(duì)這個(gè)結(jié)果可以添加Callback以便在任務(wù)執(zhí)行成功或失敗后作出相應(yīng)的操作。

舉個(gè)例子：比如去吃早點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)了包子和涼菜，包子需要等3分鐘，涼菜只需1分鐘，如果是串行的一個(gè)執(zhí)行，在吃上早點(diǎn)的時(shí)候需要等待4分鐘，但是因?yàn)槟阍诘劝拥臅r(shí)候，可以同時(shí)準(zhǔn)備涼菜，所以在準(zhǔn)備涼菜的過(guò)程中，可以同時(shí)準(zhǔn)備包子，這樣只需要等待3分鐘。那Future這種模式就是后面這種執(zhí)行模式。

2. Future的類圖結(jié)構(gòu)

Future接口定義了主要的5個(gè)接口方法，有RunnableFuture和SchedualFuture繼承這個(gè)接口，以及CompleteFuture和ForkJoinTask繼承這個(gè)接口。

RunnableFuture

這個(gè)接口同時(shí)繼承Future接口和Runnable接口，在成功執(zhí)行run（）方法后，可以通過(guò)Future訪問(wèn)執(zhí)行結(jié)果。

這個(gè)接口都實(shí)現(xiàn)類是FutureTask,一個(gè)可取消的異步計(jì)算，這個(gè)類提供了Future的基本實(shí)現(xiàn)，后面我們的demo也是用這個(gè)類實(shí)現(xiàn)，它實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)和取消一個(gè)計(jì)算，查詢這個(gè)計(jì)算是否已完成，恢復(fù)計(jì)算結(jié)果。計(jì)算的結(jié)果只能在計(jì)算已經(jīng)完成的情況下恢復(fù)。

如果計(jì)算沒(méi)有完成，get方法會(huì)阻塞，一旦計(jì)算完成，這個(gè)計(jì)算將不能被重啟和取消，除非調(diào)用runAndReset方法。

FutureTask能用來(lái)包裝一個(gè)Callable或Runnable對(duì)象，因?yàn)樗鼘?shí)現(xiàn)了Runnable接口，而且它能被傳遞到Executor進(jìn)行執(zhí)行。為了提供單例類，這個(gè)類在創(chuàng)建自定義的工作類時(shí)提供了protected構(gòu)造函數(shù)。

SchedualFuture

這個(gè)接口表示一個(gè)延時(shí)的行為可以被取消。通常一個(gè)安排好的future是定時(shí)任務(wù)SchedualedExecutorService的結(jié)果

CompleteFuture

一個(gè)Future類是顯示的完成，而且能被用作一個(gè)完成等級(jí)，通過(guò)它的完成觸發(fā)支持的依賴函數(shù)和行為。當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)線程要執(zhí)行完成或取消操作時(shí)，只有一個(gè)能夠成功。

ForkJoinTask

基于任務(wù)的抽象類，可以通過(guò)ForkJoinPool來(lái)執(zhí)行。一個(gè)ForkJoinTask是類似于線程實(shí)體，但是相對(duì)于線程實(shí)體是輕量級(jí)的。大量的任務(wù)和子任務(wù)會(huì)被ForkJoinPool池中的真實(shí)線程掛起來(lái)，以某些使用限制為代價(jià)。

3. Future的主要方法

Future接口主要包括5個(gè)方法

get（）方法可以當(dāng)任務(wù)結(jié)束后返回一個(gè)結(jié)果，如果調(diào)用時(shí)，工作還沒(méi)有結(jié)束，則會(huì)阻塞線程，直到任務(wù)執(zhí)行完畢

get（long timeout,TimeUnit unit）做多等待timeout的時(shí)間就會(huì)返回結(jié)果

cancel（boolean mayInterruptIfRunning）方法可以用來(lái)停止一個(gè)任務(wù)，如果任務(wù)可以停止（通過(guò)mayInterruptIfRunning來(lái)進(jìn)行判斷），則可以返回true,如果任務(wù)已經(jīng)完成或者已經(jīng)停止，或者這個(gè)任務(wù)無(wú)法停止，則會(huì)返回false.

isDone（）方法判斷當(dāng)前方法是否完成

isCancel（）方法判斷當(dāng)前方法是否取消

4. Future示例demo

需求場(chǎng)景：等早餐過(guò)程中，包子需要3秒，涼菜需要1秒，普通的多線程需要四秒才能完成。先等涼菜，再等包子，因?yàn)榈葲霾藭r(shí)，普通多線程啟動(dòng)start()方法，執(zhí)行run()中具體方法時(shí)，沒(méi)有返回結(jié)果，所以如果要等有返回結(jié)果，必須是要1秒結(jié)束后才知道結(jié)果。

普通多線程：

public class BumThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000*3);
System.out.println("包子準(zhǔn)備完畢");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public class ColdDishThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("涼菜準(zhǔn)備完畢");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
long start = System.currentTimeMillis();
// 等涼菜 -- 必須要等待返回的結(jié)果，所以要調(diào)用join方法
Thread t1 = new ColdDishThread();
t1.start();
t1.join();
// 等包子 -- 必須要等待返回的結(jié)果，所以要調(diào)用join方法
Thread t2 = new BumThread();
t2.start();
t2.join();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("準(zhǔn)備完畢時(shí)間："+(end-start));
}

采用Future模式：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
long start = System.currentTimeMillis();
// 等涼菜 
Callable ca1 = new Callable(){
@Override
public String call() throws Exception {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "涼菜準(zhǔn)備完畢";
}
};
FutureTask<String> ft1 = new FutureTask<String>(ca1);
new Thread(ft1).start();
// 等包子 -- 必須要等待返回的結(jié)果，所以要調(diào)用join方法
Callable ca2 = new Callable(){
@Override
public Object call() throws Exception {
try {
Thread.sleep(1000*3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "包子準(zhǔn)備完畢";
}
};
FutureTask<String> ft2 = new FutureTask<String>(ca2);
new Thread(ft2).start();
System.out.println(ft1.get());
System.out.println(ft2.get());
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("準(zhǔn)備完畢時(shí)間："+(end-start));

Java中Future、FutureTask原理以及與線程池的搭配使用

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