java异步计算-Future使用

来源：互联网发布：出身不好知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/18 12:31

1、异步计算实现过程

从jdk1.5开始我们可以利用Future来跟踪异步计算的结果。在此之前主线程要想获得工作线程（异步计算线程）的结果是比较麻烦的事情，需要我们进行特殊的程序结构设计，比较繁琐而且容易出错。有了Future我们就可以设计出比较优雅的异步计算程序结构模型：根据分而治之的思想，我们可以把异步计算的线程按照职责分为3类：

1. 异步计算的发起线程（控制线程）：负责异步计算任务的分解和发起，把分解好的任务交给异步计算的work线程去执行，发起异步计算后，发起线程可以获得Futrue的集合，从而可以跟踪异步计算结果

2. 异步计算work线程：负责具体的计算任务

3. 异步计算结果收集线程：从发起线程那里获得Future的集合，并负责监控Future的状态，根据Future的状态来处理异步计算的结果。

2、Future接口介绍

如果需要设定代码执行的最长时间，即超时，可以用Java线程池ExecutorService类配合Future接口来实现。 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模式可以这样来描述：我有一个任务，提交给了Future，Future替我完成这个任务。期间我自己可以去做任何想做的事情。一段时间之后，我就便可以从Future那儿取出结果。就相当于下了一张订货单，一段时间后可以拿着提订单来提货，这期间可以干别的任何事情。其中Future 接口就是订货单，真正处理订单的是Executor类，它根据Future接口的要求来生产产品。

Future接口提供方法来检测任务是否被执行完，等待任务执行完获得结果，也可以设置任务执行的超时时间。这个设置超时的方法就是实现Java程序执行超时的关键。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。

3、示例代码

package zmx.future.jdk.test;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;public class AsyncCompute {//线程池private ExecutorService executorService;//保存异步计算的Futureprivate FutureContext<String> context;public AsyncCompute(){this.executorService = Executors.newFixedThreadPool(100);this.context = new FutureContext<String>();}public static void main(String[] args) {//启动异步计算AsyncCompute asyncCompute = new AsyncCompute();asyncCompute.startAsyncCompution();//启动异步计算结果输出线程OutputResult output = new OutputResult();output.setContext(asyncCompute.getContext());new Thread(output).start();}public FutureContext<String> getContext() {return context;}public void setContext(FutureContext<String> context) {this.context = context;}private void startAsyncCompution() {        /**          * 开启100个异步计算，每个异步计算线程随机sleep几秒来模拟计算耗时。          */          final Random random = new Random();          for (int i = 0; i < 100; i++) {              Future<String> future = this.executorService                      .submit(new Callable<String>() {                          @Override                          public String call() throws Exception {                              int randomInt = random.nextInt(5);                              Thread.sleep(randomInt * 1000);                              return "" + randomInt;                         }                      });              //每个异步计算的结果存放在context中              this.context.addFuture(future);          }}public static class FutureContext<T>{     private List<Future<T>> futureList  = new ArrayList<Future<T>>();             public void addFuture(Future<T> future) {               this.futureList.add(future);               }               public List<Future<T>> getFutureList() {                   return this.futureList;               } }public static class OutputResult implements Runnable{private FutureContext<String> context;public FutureContext<String> getContext() {return context;}public void setContext(FutureContext<String> context) {this.context = context;}@Overridepublic void run() {           System.out.println("start to output result:");             List<Future<String>> list = this.context.getFutureList();                      for (Future<String> future : list) {                   this.outputResultFromFuture(future);             }                          System.out.println("finish to output result.");}    private void outputResultFromFuture(Future<String> future) {                try {                     while (true) {                         if (future.isDone() && !future.isCancelled()) {                             System.out.println("Future:" + future + ",Result:"                                     + future.get());                             break;                         } else {                             Thread.sleep(1000);                        }                     }                 } catch (Exception e) {                     e.printStackTrace();                 }      } }}

输出结果：

start to output result:Future:java.util.concurrent.FutureTask@1cb20da,Result:3Future:java.util.concurrent.FutureTask@2b6b0c24,Result:4Future:java.util.concurrent.FutureTask@ea25c1,Result:1Future:java.util.concurrent.FutureTask@c54a25f,Result:3Future:java.util.concurrent.FutureTask@870114c,Result:4Future:java.util.concurrent.FutureTask@757f98e7,Result:4Future:java.util.concurrent.FutureTask@c0fa1f5,Result:0Future:java.util.concurrent.FutureTask@5651e202,Result:3......finish to output result.

0 0