Java中的线程（四）- Future模式

什么是Future

【例子】我去蛋糕店取蛋糕，下订单后，店员请我"请在天黑后再来店里取货"，并给我一张提货单。在店员做蛋糕的时候，我可以陪MM逛街，看电影等，而不需要在蛋糕店外等候。黄昏后，我拿着这张提货单到蛋糕店来取货。店员说了声"先生，你的蛋糕好了"，并把蛋糕给了我。

上面的例子就是Future Pattern的一个直观的使用例子。

假设有一个执行起来要花很久的方法(如做蛋糕)，我们不需要等待结果完全出来了(蛋糕做好)，而是获取一张替代的"提货单"。获取提货单不需要太长的时间，这个提货单就是Future参与者。

获取Future参与者的线程，会在事后再去执行结果，就好像拿着提货单取蛋糕一样。如果已经有执行结果了，就马上拿到数据。如果还没有，则继续等待到执行结果完全出来为止。

上面就是一此完整的Future Pattern的运行模式。

Future的参与者

参与者	作用
Main	启动系统，调用Client发出请求
Client	返回Data对象，理解返回FutureData，并开启ClientThread装配RealData
Data	返回数据的接口
FutureData	Future数据，构造很快，但是是一个虚拟数据（提货单），需要装配真实数据
RealData	真实数据

代码实现

（1）Data接口

public interface Data {

String getResult();

}



（2）RealData

public class RealData implements Data{

protected String result;

public RealData(String paramter){

for (int i = 0; i < 10; i++) {

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

}

}

result = "蛋糕";

}

public String getResult() {

return result;

}

}



（2）FutureDate

public class FutureDate implements Data{

protected RealData realData = null;

protected boolean isReady=false;

public synchronized void setRealData(RealData realData){

if(isReady){

return;

}

this.realData=realData;

isReady = true;

notifyAll(); //通知getResult

}

public synchronized String getResult() {

while(!isReady){

return "提货单";

}

return realData.result;

}

}



（4）Client

public class Client {

public Data buy(final String str){

final FutureDate future = new FutureDate();

new Thread(){

public void run() {

RealData realData = new RealData(str);

future.setRealData(realData);

}

}.start();

return future;

}

}



(5)Main

public class Main {

public static void main(String[] args) {

Client client = new Client();

Data data = client.buy("蛋糕");

System.out.println("马上取:"+data.getResult());

try {

Thread.sleep(2000);

} catch (InterruptedException e) {

}

System.out.println("晚上再取："+data.getResult());

}

}



输出结果:

马上取:提货单

晚上再取：蛋糕

JDK的实现

由于Future比较常见所以在jdk当中存在默认的实现。Future接口是Java标准API的一部分，在java.util.concurrent包中。Future接口是Java线程Future模式的实 现，可以来进行异步计算。

Future接口是一个泛型接口，严格的格式应该是Future<V>，其中V代表了Future执行的任务返回值的类型。 Future接口的方法介绍如下：

boolean cancel (boolean mayInterruptIfRunning) 取消任务的执行。参数指定是否立即中断任务执行，或者等等任务结束
boolean isCancelled () 任务是否已经取消，任务正常完成前将其取消，则返回 true
boolean isDone () 任务是否已经完成。需要注意的是如果任务正常终止、异常或取消，都将返回true
V get () throws InterruptedException, ExecutionException 等待任务执行结束，然后获得V类型的结果。InterruptedException 线程被中断异常， ExecutionException任务执行异常，如果任务被取消，还会抛出

CancellationException

V get (long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException 同上面的get功能一样，多了设置超时时间。参数timeout指定超时时间，uint指定时间的单位，在枚举类TimeUnit中有相关的定义。如果计
算超时，将抛出TimeoutException

Future的实现类有java.util.concurrent.FutureTask<V>。通常使用FutureTask来处理我们的任务。可使用 FutureTask 包装 Callable 或 Runnable 对象。因为 FutureTask 实现了 Runnable，所以可将
FutureTask 提交给 Executor 执行。Executor会在后面的博客中进行介绍。

使用FutureTask实现超时执行的代码如下：

public class FutureTaskSample {

static FutureTask<String> future = new FutureTask(new Callable<String>(){

public String call(){

return getPageContent();

}

});

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

new Thread(future).start();

doOwnThing();

System.out.println(future.get());

}

public static String doOwnThing(){

return "Do Own Thing";

}

public static String getPageContent(){

return "testPageContent and provide that the operation is a time exhausted thing...";

}

}