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java多线程编程同步器Future和FutureTask解析及代码示例

作者:zheng12tian

这篇文章主要介绍了java多线程编程同步器Future和FutureTask解析及代码示例,对二者进行了详细介绍,分析了future的源码,最后展示了相关实例代码,具有一定参考价值 ,需要的朋友可以了解下。

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

以上就是本文关于java多线程编程同步器Future和FutureTask解析及代码示例的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站:

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