使用Future停止超时任务

Posted 2021-01-24 yuyu666

今天学了下多线程中超时任务的处理，这里和大家分享下，遇到了点问题没能解决，留下来希望大家帮我解疑啊。

在JAVA中停止线程的方法有多种，有一种是结合ExecutorService和Future的使用，停止在线程池中超时的任务。
这种情况下处理的都是比较耗时的操作，比如请求资源，数据库查询等，当超过一定时间没有返回结果，就结束线程，提高响应速度。

具体步骤如下：

1. 实现Runnable接口或者Callable接口，分别实现run方法或者call方法，在方法中执行耗时操作。
2. 将步骤1中的耗时操作线程放入到线程池中（通过ExecutorService.submit方法），这个线程池由ExecutorService来管理。
3. 步骤2中的submit方法会返回一个Future对象，这个Future对象得到耗时操作的执行结果。Future的get(long timeout, TimeUnit unit)将会在指定的时间内去获得执行结果，如果操作还没执行完，就会抛出TimeoutException，在捕获这个超时异常时就可以取消耗时任务的执行(通过Future.cancel(true)).

 

下面是一个下载大文件的程序，如果下载任务超时将关闭任务。
(DownloadTask.java: 下载任务)

 

 1 class DownloadTask implements Runnable {
 2     private String filename;
 3     // 接收在run方法中捕获的异常，然后自定义方法抛出异常
 4     private Throwable exception;
 5     //是否关闭此下载任务
 6     private boolean isStop = false;
 7     
 8     public void setStop(boolean isStop) {
 9         this.isStop = isStop;
10     }
11 
12     public DownloadTask(String filename) {
13         this.filename = filename;
14     }
15 
16     /**
17      * 下载大数据
18      * 
19      * @param filename
20      * @throws FileNotFoundException
21      *             , IOException
22      */
23     private void download() throws FileNotFoundException, IOException {
24         File file = new File(filename);
25         File saveFile = null;
26         String[] names = filename.split("/");
27         String saveName = names[names.length - 1];
28         saveFile = new File("tmp/" + saveName);
29         InputStream input = new FileInputStream(file);
30         OutputStream output = new FileOutputStream(saveFile);
31 
32         // 进行转存
33         int len = 0;
34         byte[] buffer = new byte[1024];
35         while (-1 != (len = input.read(buffer, 0, buffer.length))) {
36             if(isStop)
37                 break;
38             output.write(buffer, 0, len);
39         }
40 
41         input.close();
42         output.close();
43     }
44 
45     public void throwException() throws FileNotFoundException, IOException {
46         if (exception instanceof FileNotFoundException)
47             throw (FileNotFoundException) exception;
48         if (exception instanceof IOException)
49             throw (IOException) exception;
50     }
51 
52     @Override
53     public void run() {
54         try {
55             download();
56         } catch (FileNotFoundException e) {
57             exception = e;
58         } catch (IOException e) {
59             exception = e;
60         }
61     }
62 }

 

 注意到第4行定义了一个Throwable对象，这是因为在线程类的run方法中是没办法抛出异常的，要让外部获得程序的运行状况，就通过手动赋值和抛出，第45~49行定义了抛出异常的方法。（任务的业务逻辑不应该在内部处理掉，而应该在外部判断进行控制，个人理解）

(LoadSomething.java: 启动下载任务和处理异常)

 

 1 /**
 2  * 使用Futrue来取消任务,模拟下载文件超时时取消任务
 3  * 
 4  * @author hongjie
 5  * 
 6  */
 7 public class LoadSomething {
 8     // 线程池服务接口
 9     private ExecutorService executor;
10 
11     
12     public LoadSomething() {
13         executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
14     }
15 
16     public void beginToLoad(DownloadTask task, long timeout,
17             TimeUnit timeType) {
18         Future<?> future = executor.submit(task);
19         try {
20             future.get(timeout, timeType);
21             task.throwException();
22         } catch (InterruptedException e) {
23             System.out.println("下载任务已经取消");
24         } catch (ExecutionException e) {
25             System.out.println("下载中发生错误，请重新下载");
26         } catch (TimeoutException e) {
27             System.out.println("下载超时，请更换下载点");
28         } catch (FileNotFoundException e) {
29             System.out.println("请求资源找不到");
30         } catch (IOException e) {
31             System.out.println("数据流出错");
32         } finally {
33             task.setStop(true);
34             // 因为这里的下载测试不用得到返回结果，取消任务不会影响结果
35             future.cancel(true);
36         }
37     }
38 }

 

第18行将下载任务放入了线程池中并且开始执行下载任务，第20行中在制定时间内去获得结果，如果超时将会抛出TimeoutException, 可以看到21行是抛出下载任务中所可能遇到的异常。最后在finally块中，调用future.cancle停掉任务。这里不用ExecutorService.shutdown方法是因为可能在线程池中有其他线程正在执行任务。
我遇到的问题：在33行中我加了个task.setStop(true)方法，这里通过改变控制变量状态来停止下载任务的执行，这种方法是可以停止掉下载任务。但是如果不用这种改变控制变量的方法，用future.cancel方法应该是能停掉下载任务的。但实际执行结果是抛出了超时异常，future.cancel返回了true，即任务已取消，但文件还是会继续下载下来，我想会不会是这样，文件下载是IO阻塞的，当下载任务执行的时候，线程会阻塞在那里，所以关不掉？？希望知道的朋友指点一下我啊。

 

（LoadTest.java: 测试主函数）

 

1 public class LoadTest {
2     public static void main(String[] args) {
3         LoadSomething load = new LoadSomething();
4         DownloadTask downloadTask = new DownloadTask("G:/Games/5211install.exe");
5         //开始下载，并设定超时限额为3毫秒
6         load.beginToLoad(downloadTask, 3, TimeUnit.MILLISECONDS);
7     }
8 }

 

 

程序运行结果：
源文件：

抛出异常：

目标文件：

 

之前对相对路径和绝对路径不是很了解，今天查了一下，有几篇好文章，个人觉得挺不错，也和大家分享下：
JAVA中的相对路径和绝对路径（和虚拟机JVM有关）

 

问题我已经找到答案了：
在java库中，许多可阻塞的方法都是通过提前返回或者抛出InterruptedException来响应中断请求的，从而使开发人员更容易构建出能响应取消请求的任务。然而并非所有的可阻塞方法或者阻塞机制都能响应中断；如果一个线程由于执行同步的Socket I/O或者等待获得内置锁而阻塞，那么中断请求只能设置线程的中断状态，除此之外没有其他任何作用。

在服务应用程序中，最常见的阻塞I/O形式就是对套接字进行读取和写入。虽然InputStream和fOutputStream中的read和write等方法都不会响应中断，但通过关闭底层的套接字，可以使得由于执行read和write等方法而被阻塞的线程抛出一个socketException。

上面的情况和这个是类似的。

 

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《JAVA中的相对路径和绝对路径》原文：

File类是用来构造文件或文件夹的类,在其构造函数中要求传入一个String类型的参数,用于指示文件所在的路径.以前一直使用绝对路径作为参数,其实这里也可以使用相对路径.使用绝对路径不用说,很容易就能定位到文件,那么使用了相对路径jvm如何定位文件的呢?

按照jdk Doc上的说法”绝对路径名是完整的路径名，不需要任何其他信息就可以定位自身表示的文件。相反，相对路径名必须使用来自其他路径名的信息进行解释。默认情况下，java.io 包中的类总是根据当前用户目录来分析相对路径名。此目录由系统属性 user.dir 指定，通常是 Java 虚拟机的调用目录.”

相对路径顾名思义,相对于某个路径,那么究竟相对于什么路径我们必须弄明白.按照上面jdk文档上讲的这个路径是”当前用户目录”也就是”java虚拟机的调用目录”.更明白的说这个路径其实是我们在哪里调用jvm的路径.举个例子:

假设有一java源文件Example.java在d盘根目录下,该文件不含package信息.我们进入命令行窗口,然后使用”d:”命令切换到d盘根目录下,然后用”javac Example.java”来编译此文件,编译无错后,会在d盘根目录下自动生成”Example.class”文件.我们在调用”java Example”来运行该程序.此时我们已经启动了一个jvm,这个jvm是在d盘根目录下被启动的,所以此jvm所加载的程序中File类的相对路径也就是相对这个路径的,即d盘根目录:D:.同时” 当前用户目录”也是D:.在System.getProperty(“user.dir”);系统变量”user.dir”存放的也是这个值.

我们可以多做几次试验,把”Example.class”移动到不同路径下,同时在那些路径下,执行”java Example”命令启动jvm,我们会发现这个”当前用户目录”是不断变化的,它的路径始终和我们在哪启动jvm的路径是一致的.

搞清了这些,我们可以使用相对路径来创建文件,例如:

File file = new File(“a.txt”);

File.createNewFile();

假设jvm是在”D:”下启动的,那么a.txt就会生成在D:a.txt;

此外,这个参数还可以使用一些常用的路径表示方法,例如”.”或”.”代表当前目录,这个目录也就是jvm启动路径.所以如下代码能得到当前目录完整路径:

File f = new File(“.”);

String absolutePath = f.getAbsolutePath();

System.out.println(absolutePath);//D:

最后要说说在eclipse中的情况:

Eclipse中启动jvm都是在项目根路径上启动的.比如有个项目名为blog,其完整路径为:D:workIDEworkspacelog.那么这个路径就是jvm的启动路径了.所以以上代码如果在eclipse里运行,则输出结果为” D:workIDEworkspacelog.”

Tomcat中的情况.

如果在tomcat中运行web应用,此时,如果我们在某个类中使用如下代码:

File f = new File(“.”);

String absolutePath = f.getAbsolutePath();

System.out.println(absolutePath);

那么输出的将是tomcat下的bin目录.我的机器就是” D:workserverjakarta-tomcat-5.0.28in.”,由此可以看出tomcat服务器是在bin目录下启动jvm的.其实是在bin目录下的”catalina.bat”文件中启动jvm的.