java.util.concurrent.Future基础

在此，我开始撰写一系列有关编程语言中的未来概念（也称为promise或delays ）的文章，标题为： Back to the Future 。由于对异步，事件驱动，并行和可伸缩系统的需求不断增长，所以期货是非常重要的抽象，如今比以往任何时候都更加重要。在第一篇文章中，我们将发现最基本的java.util.concurrent.Future<T>接口。稍后，我们将跳入其他框架，库甚至语言。 Future<T>是相当有限的，但必须了解，ekhm，将来部分。

在单线程应用程序中，当您调用方法时，它仅在计算完成IOUtils.toString()返回（ IOUtils.toString()来自Apache Commons IO ）：

public String downloadContents(URL url) throws IOException {try(InputStream input = url.openStream()) {return IOUtils.toString(input, StandardCharsets.UTF_8);}
}//...final String contents = downloadContents(new URL("http://www.example.com"));

downloadContents()看起来是无害的¹ ，但它甚至可能需要花费很长时间才能完成。此外，为了减少延迟，您可能希望在等待结果的同时进行其他独立的处理。在过去，您将启动一个新Thread并以某种方式等待结果（共享内存，锁，可怕的wait() / notify()对等），使用Future<T>会更加愉快：

public static Future<String> startDownloading(URL url) {//...
}final Future<String> contentsFuture = startDownloading(new URL("http://www.example.com"));
//other computation
final String contents = contentsFuture.get();

我们将很快实现startDownloading() 。目前，重要的是要了解这些原理。 startDownloading() 不阻塞，等待外部网站。相反，它会立即返回，并返回轻量级的Future<String>对象。此对象保证 String将来会可用。不知道什么时候，但是保留此引用，一旦存在，您就可以使用Future.get()检索它。换句话说， Future是一个尚未存在的对象的代理或包装。异步计算完成后，您可以提取它。那么Future提供了什么API？

Future.get()是最重要的方法。它阻塞并等待，直到承诺的结果可用（已解决）。因此，如果我们确实需要该String ，则只需调用get()并等待。有一个过载的版本可以接受超时，所以一旦出现问题，您将不会永远等待。如果等待时间太长，则会抛出TimeoutException 。

在某些用例中，您可能希望窥视“ Future ，如果结果尚不可用，请继续。使用isDone()可以做到这一点。想象一下这样一种情况，您的用户正在等待一些异步计算，而您想让他知道我们仍在等待并同时进行一些计算：

final Future<String> contentsFuture = startDownloading(new URL("http://www.example.com"));
while (!contentsFuture.isDone()) {askUserToWait();doSomeComputationInTheMeantime();
}

到最后调用contentsFuture.get()是保证立即返回，而不是因为块Future.isDone()返回true 。如果遵循上述模式，请确保您不忙于等待，每秒每秒调用isDone()数百万次。

取消期货是我们尚未讨论的最后一个方面。想象一下，您开始了一些异步作业，并且您只能在给定的时间内等待它。如果2秒钟后仍没有出现，我们会放弃并传播错误或解决它。但是，如果您是一个好公民，您应该以某种方式告诉这个未来的目标：我不再需要您，那就算了。通过不运行过时的任务来节省处理资源。语法很简单：

contentsFuture.cancel(true);    //meh...

我们都喜欢神秘的布尔参数，不是吗？取消有两种口味。通过将false传递给mayInterruptIfRunning参数，当Future表示尚未开始的计算结果时，我们仅取消尚未开始的任务。但是，如果我们的Callable.call()已经在中间，则让它结束。但是，如果我们传递true ，则Future.cancel()将更具攻击性，并尝试中断已经在运行的作业。怎么样？考虑所有引发臭名昭著的InterruptedException方法，即Thread.sleep() ， Object.wait() ， Condition.await()以及许多其他方法（包括Future.get() ）。如果您禁止使用任何此类方法，而某人决定取消您的Callable ，则它们实际上将抛出InterruptedException ，表示有人试图中断当前正在运行的任务。

因此，我们现在了解什么是Future<T> –将来会得到的东西的占位符。这就像尚未生产的汽车的钥匙。但是，实际上如何在应用程序中获取Future<T>的实例？两种最常见的来源是线程池和异步方法（由您的线程池支持）。因此，我们的startDownloading()方法可以重写为：

private final ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);public Future<String> startDownloading(final URL url) throws IOException {return pool.submit(new Callable<String>() {@Overridepublic String call() throws Exception {try (InputStream input = url.openStream()) {return IOUtils.toString(input, StandardCharsets.UTF_8);}}});
}

语法很多，但基本思想很简单：将长时间运行的计算包装在Callable<String>然后submit()它们submit()到10个线程的线程池中。提交返回Future<String>某些实现，最有可能以某种方式链接到您的任务和线程池。显然，您的任务不会立即执行。而是将其放置在队列中，该队列稍后（甚至可能更晚）由池中的线程轮询。现在应该清楚这两种cancel()含义–您始终可以取消仍然驻留在该队列中的任务。但是取消已经运行的任务要复杂一些。

可以遇到Future另一个地方是Spring和EJB。例如，在Spring框架中，您可以使用@Async注释您的方法：

@Async
public Future<String> startDownloading(final URL url) throws IOException {try (InputStream input = url.openStream()) {return new AsyncResult<>(IOUtils.toString(input, StandardCharsets.UTF_8));}
}

注意，我们只是将结果包装在实现Future AsyncResult 。但是该方法本身不处理线程池或异步处理。 Spring稍后将代理所有对startDownloading()调用，并在线程池中运行它们。 EJB中的@Asynchronous批注提供了完全相同的功能。

因此，我们了解了很多有关java.util.concurrent.Future 。现在该承认了–该界面非常有限，尤其是与其他语言相比时。以后再说。

¹ –您不熟悉Java 7的try-with-resources功能吗？您现在最好切换到Java 7。 Java 6将在两周内不再维护。

参考： NoBlogDefFound博客上来自我们的JCG合作伙伴 Tomasz Nurkiewicz的java.util.concurrent.Future基础。