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Future
System.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 = 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 = 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 = 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 = 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 = new RealData(string);
17 futureData.setResultData(realData);
18 }
19 }).start();
20
21 return futureData; //先返回一个“假”的futureData
22 }
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 = 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 = 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 = 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Client
16 System.out.println("准备计算结果");
17 Future<String> data = client.submit(new RealData2("hello")); //类似Client.request
18 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#runWorker
task.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。