老生常谈java中的Future模式_Java教程

jdk1.7.0_79

本文实际上是对上文《简单谈谈ThreadPoolExecutor线程池之submit方法》的一个延续或者一个补充。在上文中提到的submit方法里出现了FutureTask，这不得不停止脚步将方向转向Java的Future模式。

Future是并发编程中的一种设计模式，对于多线程来说，线程A需要等待线程B的结果，它没必要一直等待B，可以先拿到一个未来的Future，等B有了结果后再取真实的结果。

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									ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

									Future<String> future = executor.submit(callable); //主线程需要callable线程的结果，先拿到一个未来的Future

									System.out.println(future.get()); //有了结果后再根据get方法取真实的结果,当然如果此时callable线程如果没有执行完get方法会阻塞执行完，如果执行完则直接返回结果或抛出异常

也就是说，Future它代表一个异步计算的结果。

老生常谈java中的Future模式

上面就代表了Future模式的执行原理，根据网上的例子，我们可以来自己实现一个Future模式。

									package com.future;

									/**

									 * 数据结果

									 * Created by yulinfeng on 6/18/17.

									 */

									public interface Data {

									 String getResult() throws InterruptedException;

									}

									package com.future;

									/**

									 * 结果的真实计算过程

									 * Created by yulinfeng on 6/18/17.

									 */

									public class RealData implements Data {

									 protected String data;

									 public RealData(String data) {

									  try {

									   System.out.println("正在计算结果");

									   Thread.sleep(3000);  //模拟计算

									  } catch (InterruptedException e) {

									   e.printStackTrace();

									  }

									  this.data = data + “ world”;

									 }

									 public String getResult() throws InterruptedException {

									  return data;

									 }

									}

									package com.future;

									/**

									 * 真实结果RealData的代理

									 * Created by yulinfeng on 6/18/17.

									 */

									public class FutureData implements Data {

									 RealData realData = null; //对RealData的封装，代理了RealData

									 boolean isReady = false; //真实结果是否已经准备好

									 public synchronized void setResultData(RealData realData) {

									  if (isReady) {

									   return;

									  }

									  this.realData = realData;

									  isReady = true;

									  notifyAll(); //realData已经被注入到了futureData中，通知getResult方法

									 }

									 public synchronized String getResult() throws InterruptedException {

									  if (!isReady) {

									   wait();  //数据还未计算好，阻塞等待

									  }

									  return realData.getResult();

									 }

									}

									package com.future;

									/**

									 * Client主要完成的功能包括：1. 返回一个FutureData；2.开启一个线程用于构造RealData

									 * Created by yulinfeng on 6/18/17.

									 */

									public class Client {

									 public Data request(final String string) {

									  final FutureData futureData = new FutureData();

									  /*计算过程比较慢，单独放到一个线程中去*/

									  new Thread(new Runnable() {

									   public void run() {

									    RealData realData = new RealData(string);

									    futureData.setResultData(realData);

									   }

									  }).start();

									  return futureData; //先返回一个“假”的futureData

									 }

									}

									/**

									 * 负责调用Client发起请求，并使用返回的数据。

									 * Created by yulinfeng on 6/18/17.

									 */

									public class Main {

									 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

									  Client client = new Client();

									  System.out.println("准备计算结果");

									  Data data = client.request("hello"); //立即返回一个“假”的futureData，可以不用阻塞的等待数据返回，转而执行其它任务

									  System.out.println("执行其它任务");

									  Thread.sleep(3000);  //模拟执行其它任务

									  System.out.println("数据的计算结果为：" + data.getResult());

									 }

									}

仔细阅读以上程序对Future模式的实现不难发现，Future模式是异步请求和代理模式的结合。当然在JDK中已经为我们实现好了Future模式。

修改RealData类：

									package com.future;

									import java.util.concurrent.Callable;

									/**

									 * 结果的真实计算过程

									 * Created by yulinfeng on 6/18/17.

									 */

									public class RealData2 implements Callable<String> {

									 protected String data;

									 public RealData2(String data) {

									  this.data = data;

									 }

									 public String call() throws Exception {

									  try {

									   System.out.println("正在计算结果");

									   Thread.sleep(2000);  //模拟计算结果

									  } catch (InterruptedException e) {

									   e.printStackTrace();

									  }

									  this.data = data + " world";

									  return data;

									 }

									}

修改Main测试类：

									package com.future;

									import java.util.concurrent.ExecutionException;

									import java.util.concurrent.ExecutorService;

									import java.util.concurrent.Executors;

									import java.util.concurrent.Future;

									/**

									 * 负责调用Executor的submit，并使用返回的数据。

									 * Created by yulinfeng on 6/18/17.

									 */

									public class Main2 {

									 public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

									  ExecutorService client = Executors.newSingleThreadExecutor(); //类似Client

									  System.out.println("准备计算结果");

									  Future<String> data = client.submit(new RealData2("hello")); //类似Client.request

									  System.out.println("执行其它任务");

									  Thread.sleep(3000);

									  System.out.println("数据的计算结果为：" + data.get());

									 }

									}

现在回到上文还未解决完的AbstractExecutorService#submit方法。

类比上面的Client#request方法，在Client#request中先创建一个FutureData实例，而在AbstractExecutorService#submit中则是创建一个FutureTask实例，接着Client#request新创建一个线程用于异步执行任务，并直接返回FutureData，而在AbstractExecutorService#submit中同样也将任务交给了execute方法，并直接返回FutureTask。当然JDK中Future模式的实现更为复杂。

在《ThreadPoolExecutor线程池原理及其execute方法》中我们讲解了execute方法，在ThreadPoolExecutor$Worker#runWorker方法第1145行中是对task任务的调用：