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Java中「Future」接口详解(一)
2023-07-25 21:31:40 】 浏览:88
Tags:Java Future

主打一手结果导向;

一、背景

在系统中,异步执行任务,是很常见的功能逻辑,但是在不同的场景中,又存在很多细节差异;

有的任务只强调「执行过程」,并不需要追溯任务自身的「执行结果」,这里并不是指对系统和业务产生的效果,比如定时任务、消息队列等场景;

但是有些任务即强调「执行过程」,又需要追溯任务自身的「执行结果」,在流程中依赖某个异步结果,判断流程是否中断,比如「并行」处理;

串行处理】整个流程按照逻辑逐步推进,如果出现异常会导致流程中断;

并行处理】主流程按照逻辑逐步推进,其他「异步」交互的流程执行完毕后,将结果返回到主流程,如果「异步」流程异常,会影响部分结果;

此前在《「订单」业务》的内容中,聊过关于「串行」和「并行」的应用对比,即在订单详情的加载过程中,通过「并行」的方式读取:商品、商户、订单、用户等信息,提升接口的响应时间;

二、Future接口

1、入门案例

异步是对流程的解耦,但是有的流程中又依赖异步执行的最终结果,此时就可以使用「Future」接口来达到该目的,先来看一个简单的入门案例;

public class ServerTask implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        Thread.sleep(2000);
        return 3;
    }
}
public class FutureBase01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        TimeInterval timer = DateUtil.timer();
        // 线程池
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
        // 批量任务
        List<ServerTask> serverTasks = new ArrayList<>() ;
        for (int i=0;i<3;i++){
            serverTasks.add(new ServerTask());
        }
        List<Future<Integer>> taskResList = executor.invokeAll(serverTasks) ;
        // 结果输出
        for (Future<Integer> intFuture:taskResList){
            System.out.println(intFuture.get());
        }
        // 耗时统计
        System.out.println("timer...interval = "+timer.interval());
    }
}

这里模拟一个场景,以线程池批量执行异步任务,在任务内线程休眠2秒,以并行的方式最终获取全部结果,只耗时2秒多一点,如果串行的话耗时肯定超过6秒;

2、Future接口

Future表示异步计算的结果,提供了用于检查计算是否完成、等待计算完成、以及检索计算结果的方法。

核心方法

  • get():等待任务完成,获取执行结果,如果任务取消会抛出异常;
  • get(long timeout, TimeUnit unit):指定等待任务完成的时间,等待超时会抛出异常;
  • isDone():判断任务是否完成;
  • isCancelled():判断任务是否被取消;
  • cancel(boolean mayInterruptIfRunning):尝试取消此任务的执行,如果任务已经完成、已经取消或由于其他原因无法取消,则此尝试将失败;

基础用法

public class FutureBase02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 线程池执行任务
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(new Callable<String>() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                Thread.sleep(3000);
                return "task...OK";
            }
        }) ;
        executor.execute(futureTask);
        // 任务信息获取
        System.out.println("是否完成:"+futureTask.isDone());
        System.out.println("是否取消:"+futureTask.isCancelled());
        System.out.println("获取结果:"+futureTask.get());
        System.out.println("尝试取消:"+futureTask.cancel(Boolean.TRUE));
    }
}

FutureTask

Future接口的基本实现类,提供了计算的启动和取消、查询计算是否完成以及检索计算结果的方法;

在「FutureTask」类中,可以看到线程异步执行任务时,其中的核心状态转换,以及最终结果写出的方式;

虽然「Future」从设计上,实现了异步计算的结果获取,但是通过上面的案例也可以发现,流程的主线程在执行get()方法时会阻塞,直到最终获取结果,显然对于程序来说并不友好;

JDK1.8提供「CompletableFuture」类,对「Future」进行优化和扩展;

三、CompletableFuture类

1、基础说明

「CompletableFuture」类提供函数编程的能力,可以通过回调的方式处理计算结果,并且支持组合操作,提供很多方法来实现异步编排,降低异步编程的复杂度;

「CompletableFuture」实现「Future」和「CompletionStage」两个接口;

  • Future:表示异步计算的结果;
  • CompletionStage:表示异步计算的一个步骤,当一个阶段计算完成时,可能会触发其他阶段,即步骤可能由其他CompletionStage触发;

入门案例

public class CompletableBase01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 线程池
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3
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