java多线程编程同步器Future和FutureTask解析及代码示例
publicinterfaceFuture
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。
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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
Future
public interface Future{ 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 FutureTaskimplements RunnableFuture {
FutureTask类实现了RunnableFuture接口,我们看一下RunnableFuture接口的实现:
public interface RunnableFutureextends Runnable, Future { 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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