Future三重奏第一章:Future設計模式及代碼示例

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Future三重奏第一章:Future設計模式及代碼示例
Future三重奏第二章:FutureTask源碼解析

Future模式的作用

去除等待主函數執行某項耗時操作的等待時間，在執行主函數耗時業務操作的時候，及時返回一個數據，繼續主函數剩下的業務，當需要獲取之前耗時操作的結果的時候在進行獲取

其本質則是在維持主業務順利進行的同時，異步的執行主業務中的耗時分業務，使得原本需要進行等待的時間可以處理其他的業務

###實際業務場景：
在開具電子發票的業務中，當我們申請開電子發票的時候，電子發票並不會立即開票成功，而是需要調取第三方接口，第三方接口在返回告訴我們是否開具成功，這時候需要等待一段時間才能得到開票結果，在等待第三方返回結果的同時，這個時候我們還有其他別的業務要進行處理返回，不可能一直等待第三方返回的數據，這時候我們就可以採用future模式，將該方法改爲異步處理，在等待數據返回的時候進行其他業務的處理

future模式核心類作用

此處通過幾個簡單的類來展示future模式的思路和運行方式
Main類：系統啓動類，調用Client類發出業務請求
Client類：該類在接收到構造並返回FutureData類，返回的FutureData類是一個虛假的對象，或者說並不是一個擁有實際數據的對象，Client的核心在於構建一個新的線程去執行RealData類，該類是處理耗時的業務類
Data:獲取實際數據的接口，futureData類和realData類需要實現該接口
FutureData類：及時返回調用類，內部封裝了實際數據，可通過該類獲取實際的業務數據
RealData：實際的業務處理類，耗時較長

future模式示例代碼

Main類

發起請求，構建執行了Client類，返回了Data對象，並在最後調用了data對象實際獲取到的數據

public class Main {

    public static void main(String args[]){
        Client client=new Client();

        //調用client發送請求
        Data data=client.request("Hello Future!");

        System.out.println("請求完畢！");

        try {
            //模擬處理其他業務
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //調用實際返回的數據
        System.out.println("真實數據：" + data.getResult());

    }
}

Data接口

Main類中實際返回Data對象，該接口提供獲取數據的方法

public interface Data {

    String getResult();
}

Client類

在主類中構建的Client類，並返回futureData對象，另一方面通過該類生成線程發出異步請求，新線程中執行業務類，並返回計算結果，將計算結果封裝進futureData對象中

public class Client {

    public Data request(String param){

        //立即返回futureData
        FutureData futureData=new FutureData();

        //需要啓動一個新線程
        //開啓ClientThread線程裝配realData
        new Thread(() -> {
            //裝配realData
            //RealData爲業務類，傳遞相關參數過去
            RealData realData=new RealData(param);

            //獲取到數據後將數據封裝進實體類中
            futureData.setRealData(realData);

        }).start();
        return futureData;
    }
}

RealData類

實際業務類，該類主要是執行業務方法並得到計算結果，並提供獲取數據的方法

public class RealData implements Data{

    private String result;//封裝實際數據


    /**
     * 獲取計算結果方法
     * @return
     */
    @Override
    public String getResult() {
        return result;
    }

    public RealData(String param){
        StringBuffer sb=new StringBuffer();

        sb.append(param);

        //模擬業務執行
        //此處通過線程睡眠的方式
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //獲取真實數據result,等待再次獲取數據
        result=sb.toString();
    }

}

FutureData類

在client的調用中，會首先返回一個空的futuredata對象，然後啓動一個新的線程去執行業務類獲取數據，在獲取數據後，會將獲取的數據封裝進futuredata類中，所以，futuredata類相應的提供了封裝實際數據的方法。當你需要獲取實際數據當時候，如果尚未獲取數據成功，則進入等待隊列

public class FutureData implements Data {


    private RealData realData;

    private boolean isReady=false;//如果已經獲取數據此處爲true

    private ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
    private Condition condition=lock.newCondition();

    /**
     * 獲取實際數據
     * @return
     */
    @Override
    public String getResult()
    {
        //如果尚未成功獲取數據，則當前線程加入等待隊列
        while (!isReady){
            try {
                lock.lock();
                condition.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                lock.unlock();
            }
        }
        return realData.getResult();
    }

    public void setRealData(RealData realData){
        lock.lock();
        if (isReady){
            return;
        }

        //裝載實際數據對象
        this.realData = realData;
        isReady = true;
        condition.signal();
        lock.unlock();
    }
}

以上就是future設計模式的簡單實現，future模式在線程池的實現中有很大的體現，在第二章中我會詳細介紹jdk中futuretask的詳細實現，在線程池模塊中也會對futureTask的使用作出詳細介紹