併發編程系列之Future類的主要功能介紹

併發編程系列之Future類的主要功能介紹

1、什麼是Future類？

Future類：future類的是一種異步任務監視器，可以讓提交者可以監視任務的執行，同時可以取消任務的執行，也可以獲取任務返回結果

2、Future類的作用

比如在做一定的任務運算的時候，需要等待比較長時間，這個任務是比較耗時的，需要比較繁重的運算，比如加密、壓縮等等。如果一直在等程序執行完成是不明智的，這時可以將這個比較耗時的任務交給子線程執行，然後通過Future類監控線程執行，獲取返回的結果。這樣一來就提高了工作效率，這是一種異步的思想。

3、Future方法和用法

通過idea看一下Future類的類學習，可以看到這個類只有5個方法，基於jdk1.8:

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, TimeoutExceptio
}

• cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：取消任務的執行
  執行這個方法時候，會有三種情況，
  • 第一種情況，任務還沒開始執行，調用了這個方法，這種情況比較好理解，這個任務會被正常取消，然後返回true
  • 第二種情況，也比較簡單，假如任務已經執行完成或者是已經執行過一次取消任務的方法，這種情況如果再調用這個方法，是會取消失敗的，返回false。因爲任務無論是已完成還是已經被取消過了，都不能再被取消了
  • 第三種情況，是任務正在執行，這種情況就會根據我們傳入的mayInterruptIfRunning參數進行分情況調用，如果這個值爲true，執行任務的線程就會收到一箇中斷的信號，然後執行中斷任務的邏輯，然後返回。如果這種值爲false，任務就不會被取消，繼續執行，同時會返回false，表示不執行取消任務操作
• isCancelled()：獲取是否取消了任務
  這個方法用於判斷任務是否被取消了，比較簡單
• isDone()：任務是否執行完成
  這個方法如果返回true，則表示執行完成了，返回false，表示還沒執行完成。這裏有一種特殊情況需要特別注意，就是如果執行任務的過程發生了Exception，這種情況還是會被當成執行完成的，因爲拋出Exception的任務，在”Future“也是不會執行的，所以都當成執行完成返回true
• get()和get(long timeout, TimeUnit unit)：獲取任務執行的返回值
  get方法最主要的作用就是獲取任務返回的結果，get方法可能會發生以下 5 種情況：
  • 第一種情況：任務執行完成了，這種情況好辦，直接返回任務執行結果
  • 第二種情況：任務還沒執行完成，這種情況有可能是任務本身業務比較複雜，需要花比較長時間，也有可能是放在線程池裏，然後線程池堆積了不少任務，所以需要線程等待，這種情況調用get方法，都會把當前的線程阻塞，直到任務完成再把結果返回回來。
  • 第三種情況：執行任務過程拋出了異常，這種情況調用get會返回ExecutionException，不管實際的異常類型是什麼

      public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
     ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(10, 10,
             60L, TimeUnit.SECONDS,
             new ArrayBlockingQueue(10));
     Future<Integer> future = service.submit(new CallableTask());
     System.out.println(future.get());
     service.shutdown();
  }
  
  static class CallableTask implements Callable<Integer> {
     @Override
     public Integer call() throws Exception{
         throw new IllegalArgumentException("callable exception");
     }
  }
  

執行拋出異常：`Exception in thread "main" java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.IllegalArgumentException: callable exception `


* 第四種情況：**任務被取消了**，這種情況調用get方法會拋出`CancellationException`
* 第五種情況：**任務超時執行**，這種情況是針對`get(long timeout, TimeUnit unit)`這個方法來說的，我們設置了`timeout`超時時長，如果超過了設定的值，就會拋出`TimeoutException`

package com.example.concurrent.future;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.*;

/**
 * <pre>
 *      Future例子
 * </pre>
 * <p>
 * <pre>
 * @author nicky.ma
 * 修改記錄
 *    修改後版本:     修改人：  修改日期: 2021/08/28 17:11  修改內容:
 * </pre>
 */
public class FutureExample {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(10, 10,
                60L, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue(10));

        Future<Integer> future = service.submit(new CallableTask());
        System.out.println(future.get());

        service.shutdown();
    }

    static class CallableTask implements Callable<Integer> {
        @Override
        public Integer call() throws Exception{
            Thread.sleep(1000L);
            return new Random().nextInt();
        }
    }
}