并发编程系列之Future类的主要功能介绍

Posted 2021-09-18 smileNicky

并发编程系列之Future类的主要功能介绍

1、什么是Future类？

Future类：future类的是一种异步任务监视器，可以让提交者可以监视任务的执行，同时可以取消任务的执行，也可以获取任务返回结果

2、Future类的作用

比如在做一定的任务运算的时候，需要等待比较长时间，这个任务是比较耗时的，需要比较繁重的运算，比如加密、压缩等等。如果一直在等程序执行完成是不明智的，这时可以将这个比较耗时的任务交给子线程执行，然后通过Future类监控线程执行，获取返回的结果。这样一来就提高了工作效率，这是一种异步的思想。

3、Future方法和用法

通过idea看一下Future类的类学习，可以看到这个类只有5个方法，基于jdk1.8:

public interface Future<V> {

    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
    
    boolean isCancelled();
    
    boolean isDone();

    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutExceptio
}

• cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：取消任务的执行
  执行这个方法时候，会有三种情况，

  • 第一种情况，任务还没开始执行，调用了这个方法，这种情况比较好理解，这个任务会被正常取消，然后返回true
  • 第二种情况，也比较简单，假如任务已经执行完成或者是已经执行过一次取消任务的方法，这种情况如果再调用这个方法，是会取消失败的，返回false。因为任务无论是已完成还是已经被取消过了，都不能再被取消了
  • 第三种情况，是任务正在执行，这种情况就会根据我们传入的mayInterruptIfRunning参数进行分情况调用，如果这个值为true，执行任务的线程就会收到一个中断的信号，然后执行中断任务的逻辑，然后返回。如果这种值为false，任务就不会被取消，继续执行，同时会返回false，表示不执行取消任务操作

• isCancelled()：获取是否取消了任务
  这个方法用于判断任务是否被取消了，比较简单

• isDone()：任务是否执行完成
  这个方法如果返回true，则表示执行完成了，返回false，表示还没执行完成。这里有一种特殊情况需要特别注意，就是如果执行任务的过程发生了Exception，这种情况还是会被当成执行完成的，因为抛出Exception的任务，在”Future“也是不会执行的，所以都当成执行完成返回true

• get()和get(long timeout, TimeUnit unit)：获取任务执行的返回值
  get方法最主要的作用就是获取任务返回的结果，get方法可能会发生以下 5 种情况：

  • 第一种情况：任务执行完成了，这种情况好办，直接返回任务执行结果
  • 第二种情况：任务还没执行完成，这种情况有可能是任务本身业务比较复杂，需要花比较长时间，也有可能是放在线程池里，然后线程池堆积了不少任务，所以需要线程等待，这种情况调用get方法，都会把当前的线程阻塞，直到任务完成再把结果返回回来。
  • 第三种情况：执行任务过程抛出了异常，这种情况调用get会返回ExecutionException，不管实际的异常类型是什么

      public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
     ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(10, 10,
             60L, TimeUnit.SECONDS,
             new ArrayBlockingQueue(10));
     Future<Integer> future = service.submit(new CallableTask());
     System.out.println(future.get());
     service.shutdown();
  }
  
  static class CallableTask implements Callable<Integer> {
     @Override
     public Integer call() throws Exception{
         throw new IllegalArgumentException("callable exception");
     }
  }
  

  执行抛出异常：Exception in thread "main" java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.IllegalArgumentException: callable exception

  • 第四种情况：任务被取消了，这种情况调用get方法会抛出CancellationException
  • 第五种情况：任务超时执行，这种情况是针对get(long timeout, TimeUnit unit)这个方法来说的，我们设置了timeout超时时长，如果超过了设定的值，就会抛出TimeoutException

package com.example.concurrent.future;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.*;

/**
 * <pre>
 *      Future例子
 * </pre>
 * <p>
 * <pre>
 * @author nicky.ma
 * 修改记录
 *    修改后版本:     修改人：  修改日期: 2021/08/28 17:11  修改内容:
 * </pre>
 */
public class FutureExample {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(10, 10,
                60L, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue(10));

        Future<Integer> future = service.submit(new CallableTask());
        System.out.println(future.get());

        service.shutdown();
    }

    static class CallableTask implements Callable<Integer> {
        @Override
        public Integer call() throws Exception{
            Thread.sleep(1000L);
            return new Random().nextInt();
        }
    }
}