1. Future的應(yīng)用場景

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現(xiàn)中，不管是繼承thread類還是實現(xiàn)runnable接口，都無法保證獲取到之前的執(zhí)行結(jié)果。通過實現(xiàn)Callback接口，并用Future可以來接收多線程的執(zhí)行結(jié)果。

Future表示一個可能還沒有完成的異步任務(wù)的結(jié)果，針對這個結(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。

舉個例子：比如去吃早點時，點了包子和涼菜，包子需要等3分鐘，涼菜只需1分鐘，如果是串行的一個執(zhí)行，在吃上早點的時候需要等待4分鐘，但是因為你在等包子的時候，可以同時準(zhǔn)備涼菜，所以在準(zhǔn)備涼菜的過程中，可以同時準(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個接口方法，有RunnableFuture和SchedualFuture繼承這個接口，以及CompleteFuture和ForkJoinTask繼承這個接口。

RunnableFuture

這個接口同時繼承Future接口和Runnable接口，在成功執(zhí)行run（）方法后，可以通過Future訪問執(zhí)行結(jié)果。

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

如果計算沒有完成，get方法會阻塞，一旦計算完成，這個計算將不能被重啟和取消，除非調(diào)用runAndReset方法。

FutureTask能用來包裝一個Callable或Runnable對象，因為它實現(xiàn)了Runnable接口，而且它能被傳遞到Executor進行執(zhí)行。為了提供單例類，這個類在創(chuàng)建自定義的工作類時提供了protected構(gòu)造函數(shù)。

SchedualFuture

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

CompleteFuture

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

ForkJoinTask

基于任務(wù)的抽象類，可以通過ForkJoinPool來執(zhí)行。一個ForkJoinTask是類似于線程實體，但是相對于線程實體是輕量級的。大量的任務(wù)和子任務(wù)會被ForkJoinPool池中的真實線程掛起來，以某些使用限制為代價。

3. Future的主要方法

Future接口主要包括5個方法

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

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

cancel（boolean mayInterruptIfRunning）方法可以用來停止一個任務(wù)，如果任務(wù)可以停止（通過mayInterruptIfRunning來進行判斷），則可以返回true,如果任務(wù)已經(jīng)完成或者已經(jīng)停止，或者這個任務(wù)無法停止，則會返回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

需求場景：等早餐過程中，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，因為等涼菜時，普通多線程啟動start()方法，執(zhí)行run()中具體方法時，沒有返回結(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)備完畢時間："+(end-start));

Java中Future、FutureTask原理以及與線程池的搭配使用

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