并发编程实现模型之（一）Future模式

多线程开发可以更好的发挥多核cpu性能，常用的多线程设计模式有：Future、Master-Worker、Guard Susperionsion、不变、生产者-消费者 模式；jdk除了定义了若干并发的数据结构，也内置了多线程框架和各种线程池；    锁（分为内部锁、重入锁、读写锁）、ThreadLocal、信号量等在并发控制中发挥着巨大的作用。本篇介绍第一种并发编程实现模型——Future模型。

一、什么是Future模型：

    该模型是将异步请求和代理模式联合的模型产物。类似商品订单模型。见下图：



    客户端发送一个长时间的请求，服务端不需等待该数据处理完成便立即返回一个伪造的代理数据（相当于商品订单，不是商品本身），用户也无需等待，先去执行其他的若干操作后，再去调用服务器已经完成组装的真实数据。该模型充分利用了等待的时间片段。
 二、Future模式的核心结构：
   


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线程装配RealData；
Data：返回数据的接口；
FutureData：Future数据，构造很快，但是是一个虚拟的数据，需要装配RealData；
RealData：真实数据，构造比较慢。
三、Future模式的代码实现：
（1）Main函数：

[java]

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package tgb;  
  
public class Main {  
      
    public static void main(String[] args){  
        Client client = new Client();  
        //理解返回一个FutureData  
        Data data = client.request("name");  
        System.out.println("请求完毕！");  
          
        try{  
              
            //处理其他业务  
            //这个过程中，真是数据RealData组装完成，重复利用等待时间  
            Thread.sleep(2000);           
              
        }catch (Exception e){  
              
        }  
          
        //真实数据  
        System.out.println("数据 = "+ data.getResult());  
          
          
    }  
      
}  
  

（2）Client的实现：

[java]

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package tgb;  
  
public class Client {  
  
    public Data request(final String queryStr){  
        final FutureData future = new FutureData();  
        //开启一个新的线程来构造真实数据  
        new Thread(){  
            public void run(){  
                RealData realData = new RealData(queryStr);  
                future.setRealData(realData);           }  
        }.start();  
        return future;  
    }  
}  
  

（3）Data的实现：

[java]

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package tgb;  
  
public interface Data {  
  
    public  String getResult();  
}  
  

（4）FutureData：

[java]

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package tgb;  
  
/** 
 * 是对RealData的一个包装 
 * @author limin 
 * 
 */  
public class FutureData 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();  
          
    }  
      
    @Override  
    public  synchronized  String getResult() {  
        while(!isReady){  
            try{  
                wait();  
            }catch (Exception e){  
                  
            }  
        }  
        return realData.result;  
    }  
  
}  
  

（5）RealData实现：

[java]

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package tgb;  
  
public class RealData implements Data {  
    protected  String  result;  
      
    public RealData(String para){  
         //构造比较慢  
        StringBuffer sb= new StringBuffer();  
        for(int i=0;i<10;i++){  
            sb.append(para);  
            try{  
                Thread.sleep(1000);  
            }catch(Exception e){  
                  
            }  
            result= sb.toString();  
        }  
    }  
      
      
      
    @Override  
    public String getResult() {  
  
        return result;  
    }  
  
}  
  

注意：
    FutureData是对RealData的包装，是对真实数据的一个代理，封装了获取真实数据的等待过程。它们都实现了共同的接口，所以，针对客户端程序组是没有区别的；
    客户端在调用的方法中，单独启用一个线程来完成真实数据的组织，这对调用客户端的main函数式封闭的；
    因为FutureData中的notifyAll和wait方法，主程序会等待组装完成后再会继续主进程，也就是如果没有组装完成，main函数会一直等待。