从Java Future到Guava ListenableFuture实现异步调用

Posted 2020-10-15

原文地址： http://blog.csdn.net/pistolove/article/details/51232004

Java Future

????通过Executors可以创建不同类似的线程池，常见的大概有下表几种类型，还有些可能为被列出。在实际应用中，个人感觉主要使用newCachedThreadPook和newFixedThreadPool来创建线程池。

Executors创建线程池源码

//调用newCachedThreadPool方法，可以创建一个缓冲型线程池，而在改方法中通过传参创建一个ThreadPoolExecutor，也许你会很奇怪明明返回的是一个ExecutorService，怎么会创建了一个ThreadPoolExecutor呢？
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,60L, 
                   TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable());
}

// ThreadPoolExecutor继承了抽象的service类AbstractExecutorService
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {}

//AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口
public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {}

//所以ExecutorService其实是ThreadPoolExecutor的基类，这也就解释清楚了

ExecutorService(线程池)

ExecutorService是一个接口，它继承了Executor，在原有execute方法的基础上新增了submit方法，传入一个任务，该方法能够返回一个Future对象，可以获取异步计算结果。

//ExecutorService继承了Executor，并扩展了新方法。
public interface ExecutorService extends Executor { }

//Executor中的方法
void execute(Runnable command);

//增加了submit方法，该方法传任务来获取Future对象，而Future对象中可以获取任务的执行结果
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
Future<?> submit(Runnable task);

Future(获取异步计算结果)

Future接口中有下表所示方法，可以获取当前正在执行的任务相关信息。

FutureTask

Executor框架利用FutureTask来完成异步任务，并可以用来进行任何潜在的耗时计算，一般FutureTask多用于耗时的计算，主线程可以在完成自己任务后，再去获取结果。

FutureTask包装了Callable和Runnable接口对象，提供了对Future接口的基本实现，开始、取消计算、查询结果是否完成、获取计算结果。仅当计算完成时才能检索结果，当计算没有完成时，该方法会一直阻塞直到任务转入完成状态。一旦完成计算，不能够重新开始或取消计算。通过Excutor(线程池)来执行,也可传递给Thread对象执行。如果在主线程中需要执行比较耗时的操作时，但又不想阻塞主线程时，可以把这些作业交给Future对象在后台完成，当主线程将来需要时，就可以通过Future对象获得后台作业的计算结果或者执行状态。

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class TestFuture {
    // 创建线程池
    final static ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        Long t1 = System.currentTimeMillis();

        // 任务1
        Future<Boolean> booleanTask = service.submit(new Callable<Boolean>() {
            @Override
            public Boolean call() throws Exception {
                return true;
            }
        });

        while (true) {
            if (booleanTask.isDone() && !booleanTask.isCancelled()) {
                //模拟耗时
                Thread.sleep(500);
                Boolean result = booleanTask.get();
                System.err.println("BooleanTask: " + result);
                break;
            }
        }

        // 任务2
        Future<String> stringTask = service.submit(new Callable<String>() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                return "Hello World";
            }
        });

        while (true) {
            if (stringTask.isDone() && !stringTask.isCancelled()) {
                String result = stringTask.get();
                System.err.println("StringTask: " + result);
                break;
            }
        }



        // 任务3
        Future<Integer> integerTask = service.submit(new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                return new Random().nextInt(100);
            }
        });

        while (true) {
            if (integerTask.isDone() && !integerTask.isCancelled()) {
                Integer result = integerTask.get();
                System.err.println("IntegerTask: " + result);
                break;
            }
        }

        // 执行时间
        System.err.println("time: " + (System.currentTimeMillis() - t1));
    }

}

Guava Future

ListenableFuture是可以监听的Future，它是对Java原始Future的扩展增强。Future表示一个异步计算任务，当任务完成时可以得到计算结果。如果希望计算完成时马上就拿到结果展示给用户或者做另外的计算，就必须使用另一个线程不断的查询计算状态。这样做会使得代码复杂，且效率低下。如果使用ListenableFuture，Guava会帮助检测Future是否完成了，如果完成就自动调用回调函数，这样可以减少并发编程的复杂度。

常用API

1. MoreExecutors

该类是final类型的工具类，提供了很多静态方法。比如ListeningDecorator方法初始化ListeningExecutorService方法，使用此实例submit方法即可初始化ListenableFuture对象。

2. ListeningExecutorService

该类是对ExecutorService的扩展，重新ExecutorService类中的submit方法，返回ListenableFuture对象。

3. ListenableFuture

该接口扩展了Future接口，增加了addListener方法，该方法在给定的executor上注册一个监听器，当计算完成时会马上调用该监听器。不能够确保监听器执行的顺序，但可以在计算完成时确保马上被调用。

4. FutureCallback

该接口提供了OnSuccess和OnFailure方法。获取异步计算的结果并回调。

5. Futures

该类提供了很多实用的静态方法以供实用。

6. ListenableFutureTask

该类扩展了FutureTask类并实现了ListenableFuture接口，增加了addListener方法。

7.

public class TestListenableFuture2 {
    // 创建线程池
    final static ListeningExecutorService service = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newCachedThreadPool());

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Long t1 = System.currentTimeMillis();
        // 任务1
        ListenableFuture<Boolean> booleanTask = service.submit(new Callable<Boolean>() {
            @Override
            public Boolean call() throws Exception {
                return true;
            }
        });

        Futures.addCallback(booleanTask, new FutureCallback<Boolean>() {
            @Override
            public void onSuccess(Boolean result) {
                System.err.println("BooleanTask: " + result);
            }

            @Override
            public void onFailure(Throwable t) {
            }
        });

        // 任务2
        ListenableFuture<String> stringTask = service.submit(new Callable<String>() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                return "Hello World";
            }
        });

        Futures.addCallback(stringTask, new FutureCallback<String>() {
            @Override
            public void onSuccess(String result) {
                System.err.println("StringTask: " + result);
            }

            @Override
            public void onFailure(Throwable t) {
            }
        });

        // 任务3
        ListenableFuture<Integer> integerTask = service.submit(new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                return new Random().nextInt(100);
            }
        });

        Futures.addCallback(integerTask, new FutureCallback<Integer>() {
            @Override
            public void onSuccess(Integer result) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.err.println("IntegerTask: " + result);
            }

            @Override
            public void onFailure(Throwable t) {
            }
        });

        // 执行时间
        System.err.println("time: " + (System.currentTimeMillis() - t1));
    }

}