在一個單線程應(yīng)用中，當(dāng)你調(diào)用一個方法只有計(jì)算結(jié)束才會返回結(jié)果( IOUtils.toString()  comes from Apache Commons IO ):
 

public String downloadContents(URL url) throws IOException {
  try(InputStream input = url.openStream()) {
    return IOUtils.toString(input, StandardCharsets.UTF_8);
  }
}
 
//...
 
final Future<String> contents = downloadContents(new URL("http://www.example.com"));

downloadContents() 看上去是無害的, 但是它需要任意長的時間來完成。同時，為了減少延遲，在等待結(jié)果的期間，你可能需要同時獨(dú)立的處理其它的工作。以前你可能會啟動一個新的線程 或者等待結(jié)果(共享內(nèi)存，鎖，糟糕的 wait()/notify()對).

通過 Future<T> 模式，它會變得明朗：
 

public static Future<String> startDownloading(URL url) {
  //...
}
 
final Future<String> contentsFuture = startDownloading(new URL("http://www.example.com"));
//other computation
final String contents = contentsFuture.get();

我們馬上會實(shí)現(xiàn) startDownloading(), startDownloading（）不會被阻塞，而是等待外部的站點(diǎn)回應(yīng)，你理解這一原則是很重要的。 相反，如果它快速返回了，返回一個輕量級的Future<String> 對象。 這個對象是一個promise那么將來字符串類型就是可用的,雖然我們不知道什么時候，但是會保留這個引用直到它返有結(jié)果返回，你就可以通過Future.get()來獲取它。 換句話說，F(xiàn)uture是一個代理或者一個對象的包裝，不是真實(shí)的目標(biāo)對象。一旦異步計(jì)算完成，你就可以提取它。 那么Future提供了什么樣的接口呢？

Future.get()是最重要的方法。它阻塞和等待直到承諾的結(jié)果是可用狀態(tài)， 因此如果我們確實(shí)需要這個字符串，就調(diào)用get() 方法然后等待。 還有一個接受超時參數(shù)的重載版本，如果哪里出現(xiàn)問題你就不用一直等待下去，超過設(shè)定時間就會拋出 TimeoutException。

在某些情況下，你可能想不停地偷偷看看Future是否可用了。這可以通過isDone()來完成。想象一個情景，你的用戶等待某些異步的計(jì)算，你想讓他知道這種情況， 同時去做一些其它的計(jì)算：
 

final Future<String> contentsFuture = startDownloading(new URL("http://www.example.com"));
while (!contentsFuture.isDone()) {
  askUserToWait();
  doSomeComputationInTheMeantime();
}
contentsFuture.get();

最后Future.get()調(diào)用的內(nèi)容會保證馬上返回，不會被阻塞，因?yàn)镕uture.isDone() 返回了true。如果你遵循這個模式，就不會忙于每秒百萬次的交替等待和調(diào)用isDone()。

取消futrues是最后一個我們還沒有覆蓋到的。想象你啟動了異步的工作并且你只能等待一些時間， 如果2秒鐘后，我們放棄，或者把錯誤傳遞出去，或者采用臨時方案解決它。然而，你是一個好市民，你應(yīng)該告訴這個future對象：我不需要你了，你別管了。 那么你可以通過停止過時的任務(wù)，來節(jié)約資源。語法很簡單：
 

contentsFuture.cancel(true);  //meh...

我們都喜歡隱藏的，布爾類型的參數(shù)，對嗎？取消可以通過兩種方式來實(shí)現(xiàn)：在任務(wù)啟動前通過傳遞false參數(shù)來取消，前提是當(dāng)Future表達(dá)的結(jié)果計(jì)算開始之前。一旦Callable.call()已經(jīng)運(yùn)行到一半，那么我們想讓它結(jié)束，如果我們傳遞true，那么Future.call()就會具有侵入性，試圖打斷正在運(yùn)行的工作。你覺得這樣好嗎？現(xiàn)象那些拋出InterruptedException這個聲名狼藉的異常的方法,如Thread.sleep(), Object.wait(),Condition.await(),等，甚至包括Future.get(). 如果你被阻塞在這種方法并且有人決定取消你的調(diào)用，他們會毫無疑問的拋出InterruptionException，并發(fā)出有人要打斷當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)。

因此我們現(xiàn)在明白了Future是什么--- 一個占位符，你可以在未來得到目標(biāo)對象。就像對于一輛車,還沒有制造出來的鑰匙。但是你怎樣才能在應(yīng)用程序中獲得Future的實(shí)例？ 兩種最普通的資源是線程池和異步方法(線程池支持)。因此, startDownloading()方法可以被重寫為：
 

private final ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);
 
public Future<String> startDownloading(final URL url) throws IOException {
  return pool.submit(new Callable<String>() {
    @Override
    public String call() throws Exception {
      try (InputStream input = url.openStream()) {
        return IOUtils.toString(input, StandardCharsets.UTF_8);
      }
    }
  });
}

雖然有大量的繁瑣的語法問題，但是基本思想是簡單的： 把需要長時間運(yùn)行的計(jì)算包裝到可調(diào)用的<String>，并submit()到線程池,這個線程池包含10個線程。 提交后返回Future<String>的實(shí)現(xiàn)，就像以某種方式鏈接到你的任務(wù)和線程池。明顯的你的任務(wù)不會被立即執(zhí)行，相反它被放到一個隊(duì)列中，稍后會被線程拉出來， 現(xiàn)在需要搞清楚cancel()的兩個特別的意義是什么——你可以取消在隊(duì)列中停留的任務(wù)，也可以取消早已運(yùn)行的任務(wù)，但這是一件比較復(fù)雜的事情。

你還可以在Spring 和 EJB 碰上Future。比如Spring框架的中你可以為方法加入@Async的注解：

@Async
public Future<String> startDownloading(final URL url) throws IOException {
  try (InputStream input = url.openStream()) {
    return new AsyncResult<>(
        IOUtils.toString(input, StandardCharsets.UTF_8)
    );
  }
}

注意，我們簡單地通過包裝結(jié)果到AsyncResult來實(shí)現(xiàn)Future，但是這個方法本身不會與線程池交互或者異步處理。稍后 Spring會代理所有的調(diào)用來startDownloading()并在線程池中執(zhí)行。 在EJB中，相同的特性通過加@Asynchronousannotation 來完成。

最新評論