多线程设计模式 - Future模式

Posted 2020-08-21

　　Future模式是多线程开发中非常常见的一种设计模式，它的核心思想是异步调用。这类似我们日常生活中的在线购物流程，带在购物网看着一件商品时可以提交表单，当订单完成后就可以在家里等待商品送货上门。或者说更形象的是我们发送Ajax请求的时候，页面是异步的进行后台处理，用户无需等待请求的结果，可以继续浏览或操作其他内容。

如上图所示，客户端调用购物请求，服务端程序不等数据处理完成便立即返回客户端一个伪造的数据，（相当于订单，而不是真实的商品）这时候由服务端自己偷偷摸摸的发送了一个other call()请求去获取真实的商品(打包，出库，送货)。这就是Future模式的核心所在。

Future模式的主要角色有：

Main：系统启动，调用FutureClient发出请求

FutureClient：返回Data对象，立即返回FutureData，并开启线程去获取RealData

Data：返回数据的接口

FutureData：虚拟数据，返回很快，需要装载RealData

RealData：真实数据

 

我们来看代码：

Main：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        FutureClient fc = new FutureClient();
        Data data = fc.getRequset("jianzh5");
        System.out.println("请求完毕...");
        String result = data.getRequest();
        System.out.println("返回的结果:"+result);
    }
}

此类主要调用FutureClient的getRequset方法去返回数据

FutureClient：

public class FutureClient {
    public Data getRequset(final String queryStr){
        //初始化代理对象，先返回给客户端
        final FutureData futureData = new FutureData();
        //启动一个新的线程去加载真实的数据，传递给这个代理对象
        new Thread(new Runnable() {
            @Override public void run() {
                //此线程去加载真实对象,然后传递给代理对象
                RealData realData = new RealData(queryStr);
                futureData.setRealData(realData);
            }
        }).start();
        System.out.println("代理对象返回:"+futureData);
        return futureData;
    }
}

该类在接受到用户请求后很快就能返回虚拟数据 futureData，本身启动一个线程去获取真实数据

RealData：

public class RealData implements Data{
    private String result;

    public RealData(String queryStr){
        System.out.println("根据参数: "+queryStr+" 进行查询，这是一个很耗时的操作！");
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("装载完毕，获取结果");
        result = "查询结果";
    }

    @Override public String getRequest() {
        return result;
    }
}

RealData装载数据较慢，这里使用Sleep(5000)模拟复杂业务逻辑。

FutureData:

public class FutureData implements Data{
    private RealData realData;
    private boolean isReady = false;

    public synchronized void setRealData(RealData realData){
        //如果已经装载完毕则直接返回
        if(isReady){
            return;
        }
        //如果未装载，进行装载真实数据
        this.realData = realData;
        isReady = true;
        //通知
        notify();
    }

    @Override public synchronized String getRequest() {
        //如果未装载好一直处于阻塞状态
        while (!isReady){
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //装载好直接返回数据即可
        return this.realData.getRequest();
    }
}

该类是Future模式的关键，它实际是真实数据RealData的代理，封装了获取RealData的等待过程实际返回的是真实的数据。

 

 JDK内部类已经实现了Future模式，这个我们有时间再详细说。