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14.Java中的Future模式
jdk1.7.0_79
本文实际上是对上文《13.ThreadPoolExecutor线程池之submit方法》的一个延续或者一个补充。在上文中提到的submit方法里出现了FutureTask，这不得不停止脚步将方向转向Java的Future模式。
Future是并发编程中的一种设计模式，对于多线程来说，线程A需要等待线程B的结果，它没必要一直等待B，可以先拿到一个未来的Future，等B有了结果后再取真实的结果。
ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();Future<String> future = executor.submit(callable); //主线程需要callable线程的结果，先拿到一个未来的FutureSystem.out.println(future.get()); //有了结果后再根据get方法取真实的结果,当然如果此时callable线程如果没有执行完get方法会阻塞执行完，如果执行完则直接返回结果或抛出异常
也就是说，Future它代表一个异步计算的结果。
上面就代表了Future模式的执行原理，根据网上的例子，我们可以来自己实现一个Future模式。
1 package com.future;2 3 /**4 * 数据结果5 * Created by yulinfeng on 6/18/17.6 */7 public interface Data {8 String getResult() throws InterruptedException;9 }
1 package com.future; 2 3 /** 4 * 结果的真实计算过程 5 * Created by yulinfeng on 6/18/17. 6 */ 7 public class RealData implements Data { 8 protected String data; 9 10 public RealData(String data) {11 try {12 System.out.println("正在计算结果");13 Thread.sleep(3000); //模拟计算14 } catch (InterruptedException e) {15 e.printStackTrace();16 }17 this.data = http://www.mamicode.com/data + “ world”;18 }19 20 public String getResult() throws InterruptedException {21 return data;22 }23 }
1 package com.future; 2 3 /** 4 * 真实结果RealData的代理 5 * Created by yulinfeng on 6/18/17. 6 */ 7 public class FutureData implements Data { 8 RealData realData = http://www.mamicode.com/null; //对RealData的封装，代理了RealData 9 boolean isReady = false; //真实结果是否已经准备好10 11 public synchronized void setResultData(RealData realData) {12 if (isReady) {13 return;14 }15 this.realData =http://www.mamicode.com/ realData;16 isReady = true;17 notifyAll(); //realData已经被注入到了futureData中，通知getResult方法18 }19 20 public synchronized String getResult() throws InterruptedException {21 if (!isReady) {22 wait(); //数据还未计算好，阻塞等待23 }24 return realData.getResult();25 }26 }
1 package com.future; 2 3 /** 4 * Client主要完成的功能包括：1. 返回一个FutureData；2.开启一个线程用于构造RealData 5 * Created by yulinfeng on 6/18/17. 6 */ 7 public class Client { 8 9 public Data request(final String string) {10 final FutureData futureData = http://www.mamicode.com/new FutureData();11 12 /*计算过程比较慢，单独放到一个线程中去*/13 new Thread(new Runnable() {14 15 public void run() {16 RealData realData = http://www.mamicode.com/new RealData(string);17 futureData.setResultData(realData);18 }19 }).start();20 21 return futureData; //先返回一个“假”的futureData22 }23 }
1 /** 2 * 负责调用Client发起请求，并使用返回的数据。 3 * Created by yulinfeng on 6/18/17. 4 */ 5 public class Main { 6 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 7 Client client = new Client(); 8 System.out.println("准备计算结果"); 9 Data data = http://www.mamicode.com/client.request("hello"); //立即返回一个“假”的futureData，可以不用阻塞的等待数据返回，转而执行其它任务10 System.out.println("执行其它任务");11 Thread.sleep(3000); //模拟执行其它任务12 System.out.println("数据的计算结果为：" + data.getResult());13 }14 }
仔细阅读以上程序对Future模式的实现不难发现，Future模式是异步请求和代理模式的结合。当然在JDK中已经为我们实现好了Future模式。
修改RealData类：
1 package com.future; 2 3 import java.util.concurrent.Callable; 4 5 /** 6 * 结果的真实计算过程 7 * Created by yulinfeng on 6/18/17. 8 */ 9 public class RealData2 implements Callable<String> {10 protected String data;11 12 public RealData2(String data) {13 this.data =http://www.mamicode.com/ data;14 }15 public String call() throws Exception {16 try {17 System.out.println("正在计算结果");18 Thread.sleep(2000); //模拟计算结果19 } catch (InterruptedException e) {20 e.printStackTrace();21 }22 this.data = http://www.mamicode.com/data +" world";23 return data;24 }25 }
修改Main测试类：
1 package com.future; 2 3 import java.util.concurrent.ExecutionException; 4 import java.util.concurrent.ExecutorService; 5 import java.util.concurrent.Executors; 6 import java.util.concurrent.Future; 7 8 /** 9 * 负责调用Executor的submit，并使用返回的数据。10 * Created by yulinfeng on 6/18/17.11 */12 public class Main2 {13 14 public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {15 ExecutorService client = Executors.newSingleThreadExecutor(); //类似Client16 System.out.println("准备计算结果");17 Future<String> data = http://www.mamicode.com/client.submit(new RealData2("hello")); //类似Client.request18 System.out.println("执行其它任务");19 Thread.sleep(3000);20 System.out.println("数据的计算结果为：" + data.get());21 }22 }
现在回到上文还未解决完的AbstractExecutorService#submit方法。
类比上面的Client#request方法，在Client#request中先创建一个FutureData实例，而在AbstractExecutorService#submit中则是创建一个FutureTask实例，接着Client#request新创建一个线程用于异步执行任务，并直接返回FutureData，而在AbstractExecutorService#submit中同样也将任务交给了execute方法，并直接返回FutureTask。当然JDK中Future模式的实现更为复杂。
在《12.ThreadPoolExecutor线程池原理及其execute方法》中我们讲解了execute方法，在ThreadPoolExecutor$Worker#runWorker方法第1145行中是对task任务的调用：
//ThreadPoolExecutor$Worker#runWorkertask.run();
submit调用execute以执行run方法，实际执行的是FutureTask中的run方法。在FutureTask#run中，可以看到对任务Callable类型的task异步的执行，以及结果的保存。
14.Java中的Future模式
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