java多线程编程同步器Future和FutureTask解析及代码示例
作者：zheng12tian
publicinterfaceFuture<V>Future表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并获取计算的结果。计算完成后只能使用get方法来获取结果，如有必要，计算完成前可以阻塞此方法。取消则由cancel方法来执行。还提供了其他方法，以确定任务是正常完成还是被取消了。一旦计算完成，就不能再取消计算。如果为了可取消性而使用Future但又不提供可用的结果，则可以声明Future<?>形式类型、并返回null作为底层任务的结果。
Future主要定义了5个方法：
1)booleancancel(booleanmayInterruptIfRunning)：试图取消对此任务的执行。如果任务已完成、或已取消，或者由于某些其他原因而无法取消，则此尝试将失败。当调用cancel时，如果调用成功，而此任务尚未启动，则此任务将永不运行。如果任务已经启动，则mayInterruptIfRunning参数确定是否应该以试图停止任务的方式来中断执行此任务的线程。此方法返回后，对isDone()的后续调用将始终返回true。如果此方法返回true，则对isCancelled()的后续调用将始终返回true。
2）booleanisCancelled()：如果在任务正常完成前将其取消，则返回true。
3）booleanisDone()：如果任务已完成，则返回true。可能由于正常终止、异常或取消而完成，在所有这些情况中，此方法都将返回true。
4）Vget()throwsInterruptedException,ExecutionException：如有必要，等待计算完成，然后获取其结果。
5）Vget(longtimeout,TimeUnitunit)throwsInterruptedException,ExecutionException,TimeoutException：如有必要，最多等待为使计算完成所给定的时间之后，获取其结果（如果结果可用）。
Future<V>接口
Future<V>接口是用来获取异步计算结果的，说白了就是对具体的Runnable或者Callable对象任务执行的结果进行获取(get()),取消(cancel()),判断是否完成等操作。我们看看Future接口的源码：
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, TimeoutException;
}
方法解析：
Vget()：获取异步执行的结果，如果没有结果可用，此方法会阻塞直到异步计算完成。
Vget(Longtimeout,TimeUnitunit)：获取异步执行结果，如果没有结果可用，此方法会阻塞，但是会有时间限制，如果阻塞时间超过设定的timeout时间，该方法将抛出异常。
booleanisDone()：如果任务执行结束，无论是正常结束或是中途取消还是发生异常，都返回true。
booleanisCanceller()：如果任务完成前被取消，则返回true。
booleancancel(booleanmayInterruptRunning)：如果任务还没开始，执行cancel(...)方法将返回false；如果任务已经启动，执行cancel(true)方法将以中断执行此任务线程的方式来试图停止任务，如果停止成功，返回true；当任务已经启动，执行cancel(false)方法将不会对正在执行的任务线程产生影响(让线程正常执行到完成)，此时返回false；当任务已经完成，执行cancel(...)方法将返回false。mayInterruptRunning参数表示是否中断执行中的线程。
通过方法分析我们也知道实际上Future提供了3种功能：（1）能够中断执行中的任务（2）判断任务是否执行完成（3）获取任务执行完成后额结果。
但是我们必须明白Future只是一个接口，我们无法直接创建对象，因此就需要其实现类FutureTask登场啦。
FutureTask类
FutureTask可用于异步获取执行结果或取消执行任务的场景。通过传入Runnable或者Callable的任务给FutureTask，直接调用其run方法或者放入线程池执行，之后可以在外部通过FutureTask的get方法异步获取执行结果，因此，FutureTask非常适合用于耗时的计算，主线程可以在完成自己的任务后，再去获取结果。另外，FutureTask还可以确保即使调用了多次run方法，它都只会执行一次Runnable或者Callable任务，或者通过cancel取消FutureTask的执行等。
我们来看看FutureTask的实现
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
FutureTask类实现了RunnableFuture接口，我们看一下RunnableFuture接口的实现：
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
void run();
}
分析：FutureTask除了实现了Future接口外还实现了Runnable接口，因此FutureTask也可以直接提交给Executor执行。当然也可以调用线程直接执行（FutureTask.run()）。接下来我们根据FutureTask.run()的执行时机来分析其所处的3种状态：
（1）未启动，FutureTask.run()方法还没有被执行之前，FutureTask处于未启动状态，当创建一个FutureTask，而且没有执行FutureTask.run()方法前，这个FutureTask也处于未启动状态。
（2）已启动，FutureTask.run()被执行的过程中，FutureTask处于已启动状态。
（3）已完成，FutureTask.run()方法执行完正常结束，或者被取消或者抛出异常而结束，FutureTask都处于完成状态。
FutureTask类是Future的一个实现，并实现了Runnable，所以可通过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。下面的例子模拟一个会计算账的过程，主线程已经获得其他帐户的总额了，为了不让主线程等待PrivateAccount类的计算结果的返回而启用新的线程去处理，并使用FutureTask对象来监控，这样，主线程还可以继续做其他事情，最后需要计算总额的时候再尝试去获得privateAccount的信息。
package test;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/**
*
* @author Administrator
*
*/
@SuppressWarnings("all")
public class FutureTaskDemo {
public static void main(String[] args) {
// 初始化一个Callable对象和FutureTask对象
Callable pAccount = new PrivateAccount();
FutureTask futureTask = new FutureTask(pAccount);
// 使用futureTask创建一个线程
Thread pAccountThread = new Thread(futureTask);
System.out.println("futureTask线程现在开始启动，启动时间为：" + System.nanoTime());
pAccountThread.start();
System.out.println("主线程开始执行其他任务");
// 从其他账户获取总金额
int totalMoney = new Random().nextint(100000);
System.out.println("现在你在其他账户中的总金额为" + totalMoney);
System.out.println("等待私有账户总金额统计完毕...");
// 测试后台的计算线程是否完成，如果未完成则等待
while (!futureTask.isDone()) {
try {
Thread.sleep(500);
System.out.println("私有账户计算未完成继续等待...");
}
catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("futureTask线程计算完毕，此时时间为" + System.nanoTime());
Integer privateAccountMoney = null;
try {
privateAccountMoney = (Integer) futureTask.get();
}
catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("您现在的总金额为：" + totalMoney + privateAccountMoney.intValue());
}
}
@SuppressWarnings("all")
class PrivateAccount implements Callable {
Integer totalMoney;
@Override
public Object call() throws Exception {
Thread.sleep(5000);
totalMoney = new Integer(new Random().nextint(10000));
System.out.println("您当前有" + totalMoney + "在您的私有账户中");
return totalMoney;
}
}
运行结果
futureTask线程现在开始启动，启动时间为：3098040622063
主线程开始执行其他任务
现在你在其他账户中的总金额为56983
等待私有账户总金额统计完毕...
私有账户计算未完成继续等待...
私有账户计算未完成继续等待...
私有账户计算未完成继续等待...
私有账户计算未完成继续等待...
私有账户计算未完成继续等待...
私有账户计算未完成继续等待...
私有账户计算未完成继续等待...
私有账户计算未完成继续等待...
私有账户计算未完成继续等待...
您当前有3345在您的私有账户中
私有账户计算未完成继续等待...
futureTask线程计算完毕，此时时间为3103072404138
您现在的总金额为：569833345
总结
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