java.util.concurrent.Future类基础
英文原文：java.util.concurrent.FutureBasics
oschina推荐于
1年前翻译(1人)：Richard_sun
转自：http://www.oschina.net/translate/java-util-concurrent-future-basics
我通过《回到Future》这个工作主题开始写一系列的关于探讨编程语言的Futrure概念的文章。Futrues是非常重要的抽象，甚至随着异步，事件驱动，并行和扩展系统的发展显得更加重要。在第一篇文章中，我们会讨论最基本的java.util.concurrent.Future接口。接下来我们会跳到其他的框架，库，甚至是语言。Future是有限制的，但是有必要去理解future的部分。
在一个单线程应用中，当你调用一个方法只有计算结束才会返回结果(IOUtils.toString()comes
fromApacheCommonsIO):
1 | public String
downloadContents(URLurl) throws IOException
{ |
2 | try (InputStream
input=url.openStream()){ |
3 | return IOUtils.toString(input,
StandardCharsets.UTF_8); |
9 | final Future<String>
contents=downloadContents( new URL( "http://www.example.com" )); |
downloadContents()看上去是无害的,但是它需要任意长的时间来完成。同时，为了减少延迟，在等待结果的期间，你可能需要同时独立的处理其它的工作。以前你可能会启动一个新的线程或者等待结果(共享内存，锁，糟糕的wait()/notify()对).
通过Future<T>模式，它会变得明朗：
1 | public static Future<String>
startDownloading(URLurl){ |
5 | final Future<String>
contentsFuture=startDownloading( new URL( "http://www.example.com" )); |
7 | final String
contents=contentsFuture.get(); |
我们马上会实现startDownloading(),startDownloading（）不会被阻塞，而是等待外部的站点回应，你理解这一原则是很重要的。相反，如果它快速返回了，返回一个轻量级的Future<String>对象。这个对象是一个promise那么将来字符串类型就是可用的,虽然我们不知道什么时候，但是会保留这个引用直到它返有结果返回，你就可以通过Future.get()来获取它。换句话说，Future是一个代理或者一个对象的包装，不是真实的目标对象。一旦异步计算完成，你就可以提取它。
那么Future提供了什么样的接口呢？
Future.get()是最重要的方法。它阻塞和等待直到承诺的结果是可用状态，因此如果我们确实需要这个字符串，就调用get()方法然后等待。还有一个接受超时参数的重载版本，如果哪里出现问题你就不用一直等待下去，超过设定时间就会抛出TimeoutException。
在某些情况下，你可能想不停地偷偷看看Future是否可用了。这可以通过isDone()来完成。想象一个情景，你的用户等待某些异步的计算，你想让他知道这种情况，同时去做一些其它的计算：
1 | final Future<String>
contentsFuture=startDownloading( new URL( "http://www.example.com" )); |
2 | while (!contentsFuture.isDone())
{ |
4 | doSomeComputationInTheMeantime(); |
最后Future.get()调用的内容会保证马上返回，不会被阻塞，因为Future.isDone()返回了true。如果你遵循这个模式，就不会忙于每秒百万次的交替等待和调用isDone()。
取消futrues是最后一个我们还没有覆盖到的。想象你启动了异步的工作并且你只能等待一些时间，如果2秒钟后，我们放弃，或者把错误传递出去，或者采用临时方案解决它。然而，你是一个好市民，你应该告诉这个future对象：我不需要你了，你别管了。那么你可以通过停止过时的任务，来节约资源。语法很简单：
1 | contentsFuture.cancel( true ); //meh... |
我们都喜欢隐藏的，布尔类型的参数，对吗？取消可以通过两种方式来实现：在任务启动前通过传递false参数来取消，前提是当Future表达的结果计算开始之前。一旦Callable.call()已经运行到一半，那么我们想让它结束，如果我们传递true，那么Future.call()就会具有侵入性，试图打断正在运行的工作。你觉得这样好吗？现象那些抛出InterruptedException这个声名狼藉的异常的方法,如Thread.sleep(),Object.wait(),Condition.await(),等，甚至包括Future.get().
如果你被阻塞在这种方法并且有人决定取消你的调用，他们会毫无疑问的抛出InterruptionException，并发出有人要打断当前运行的任务。
因此我们现在明白了Future是什么---一个占位符，你可以在未来得到目标对象。就像对于一辆车,还没有制造出来的钥匙。但是你怎样才能在应用程序中获得Future的实例？两种最普通的资源是线程池和异步方法(线程池支持)。因此,startDownloading()方法可以被重写为：
01 | private final ExecutorService
pool=Executors.newFixedThreadPool( 10 ); |
03 | public Future<String>
startDownloading( final URL
url) throws IOException
{ |
04 | return pool.submit( new Callable<String>()
{ |
06 | public String
call() throws Exception
{ |
07 | try (InputStream
input=url.openStream()){ |
08 | return IOUtils.toString(input,
StandardCharsets.UTF_8); |
虽然有大量的繁琐的语法问题，但是基本思想是简单的：把需要长时间运行的计算包装到可调用的<String>，并submit()到线程池,这个线程池包含10个线程。提交后返回Future<String>的实现，就像以某种方式链接到你的任务和线程池。明显的你的任务不会被立即执行，相反它被放到一个队列中，稍后会被线程拉出来，
现在需要搞清楚cancel()的两个特别的意义是什么——你可以取消在队列中停留的任务，也可以取消早已运行的任务，但这是一件比较复杂的事情。
你还可以在Spring和EJB碰上Future。比如Spring框架的中你可以为方法加入@Async的注解：
@Async
publicFuture<String>startDownloading(finalURLurl)throwsIOException{
try(InputStreaminput=url.openStream()){
returnnewAsyncResult<>(
IOUtils.toString(input,StandardCharsets.UTF_8)
);
}
}
注意，我们简单地通过包装结果到AsyncResult来实现Future，但是这个方法本身不会与线程池交互或者异步处理。稍后Spring会代理所有的调用来startDownloading()并在线程池中执行。在EJB中，相同的特性通过加@Asynchronousannotation来完成。
我们学到了许多java.util.concurrent.Future的知识。现在我们不得不承认，接口非常有限，特别是在和其它语言作对比的时候。稍后介绍更多。
你是否不熟悉java7中的try-with-resourcesFuture模式？那现在最好是迁移到java7上。java6在未来2周后将不再维护更新。
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