futuretask用法及使用場景介紹

FutureTask可用于異步獲取執(zhí)行結(jié)果或取消執(zhí)行任務(wù)的場景。通過傳入Runnable或者Callable的任務(wù)給FutureTask，直接調(diào)用其run方法或者放入線程池執(zhí)行，之后可以在外部通過FutureTask的get方法異步獲取執(zhí)行結(jié)果，因此，F(xiàn)utureTask非常適合用于耗時的計算，主線程可以在完成自己的任務(wù)后，再去獲取結(jié)果。另外，F(xiàn)utureTask還可以確保即使調(diào)用了多次run方法，它都只會執(zhí)行一次Runnable或者Callable任務(wù)，或者通過cancel取消FutureTask的執(zhí)行等。

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1. FutureTask執(zhí)行多任務(wù)計算的使用場景

利用FutureTask和ExecutorService，可以用多線程的方式提交計算任務(wù)，主線程繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)，當(dāng)主線程需要子線程的計算結(jié)果時，在異步獲取子線程的執(zhí)行結(jié)果。

package futuretask; 
import java.util.ArrayList; 
import java.util.List; 
import java.util.concurrent.Callable; 
import java.util.concurrent.ExecutionException; 
import java.util.concurrent.ExecutorService; 
import java.util.concurrent.Executors; 
import java.util.concurrent.FutureTask; 
public class FutureTaskForMultiCompute { 
  public static void main(String[] args) { 
    FutureTaskForMultiCompute inst=new FutureTaskForMultiCompute(); 
    // 創(chuàng)建任務(wù)集合 
    List> taskList = new ArrayList>(); 
    // 創(chuàng)建線程池 
    ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(5); 
    for (int i = 0; i < 10; i++) { 
      // 傳入Callable對象創(chuàng)建FutureTask對象 
      FutureTask ft = new FutureTask(inst.new ComputeTask(i, ""+i)); 
      taskList.add(ft); 
      // 提交給線程池執(zhí)行任務(wù)，也可以通過exec.invokeAll(taskList)一次性提交所有任務(wù); 
      exec.submit(ft); 
    } 
    System.out.println("所有計算任務(wù)提交完畢, 主線程接著干其他事情！"); 
    // 開始統(tǒng)計各計算線程計算結(jié)果 
    Integer totalResult = 0; 
    for (FutureTask ft : taskList) { 
      try { 
        //FutureTask的get方法會自動阻塞,直到獲取計算結(jié)果為止 
        totalResult = totalResult + ft.get(); 
      } catch (InterruptedException e) { 
        e.printStackTrace(); 
      } catch (ExecutionException e) { 
        e.printStackTrace(); 
      } 
    } 
    // 關(guān)閉線程池 
    exec.shutdown(); 
    System.out.println("多任務(wù)計算后的總結(jié)果是:" + totalResult); 
  } 
  private class ComputeTask implements Callable { 
    private Integer result = 0; 
    private String taskName = ""; 
    public ComputeTask(Integer iniResult, String taskName){ 
      result = iniResult; 
      this.taskName = taskName; 
      System.out.println("生成子線程計算任務(wù): "+taskName); 
    } 
    public String getTaskName(){ 
      return this.taskName; 
    } 
    @Override 
    public Integer call() throws Exception { 
      // TODO Auto-generated method stub 
      for (int i = 0; i < 100; i++) { 
        result =+ i; 
      } 
      // 休眠5秒鐘，觀察主線程行為，預(yù)期的結(jié)果是主線程會繼續(xù)執(zhí)行，到要取得FutureTask的結(jié)果是等待直至完成。 
      Thread.sleep(5000); 
      System.out.println("子線程計算任務(wù): "+taskName+" 執(zhí)行完成!"); 
      return result; 
    } 
  } 
}

2. FutureTask在高并發(fā)環(huán)境下確保任務(wù)只執(zhí)行一次

在很多高并發(fā)的環(huán)境下，往往我們只需要某些任務(wù)只執(zhí)行一次。這種使用情景FutureTask的特性恰能勝任。舉一個例子，假設(shè)有一個帶key的連接池，當(dāng)key存在時，即直接返回key對應(yīng)的對象；當(dāng)key不存在時，則創(chuàng)建連接。對于這樣的應(yīng)用場景，通常采用的方法為使用一個Map對象來存儲key和連接池對應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，典型的代碼如下面所示：

private Map connectionPool = new HashMap(); 
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); 
public Connection getConnection(String key){ 
  try{ 
    lock.lock(); 
    if(connectionPool.containsKey(key)){ 
      return connectionPool.get(key); 
    } 
    else{ 
      //創(chuàng)建 Connection 
      Connection conn = createConnection(); 
      connectionPool.put(key, conn); 
      return conn; 
    } 
  } 
  finally{ 
    lock.unlock(); 
  } 
} 
//創(chuàng)建Connection 
private Connection createConnection(){ 
  return null; 
}

在上面的例子中，我們通過加鎖確保高并發(fā)環(huán)境下的線程安全，也確保了connection只創(chuàng)建一次，然而確犧牲了性能。改用ConcurrentHash的情況下，幾乎可以避免加鎖的操作，性能大大提高，但是在高并發(fā)的情況下有可能出現(xiàn)Connection被創(chuàng)建多次的現(xiàn)象。這時最需要解決的問題就是當(dāng)key不存在時，創(chuàng)建Connection的動作能放在connectionPool之后執(zhí)行，這正是FutureTask發(fā)揮作用的時機，基于ConcurrentHashMap和FutureTask的改造代碼如下：

private ConcurrentHashMap>connectionPool = new ConcurrentHashMap>(); 
public Connection getConnection(String key) throws Exception{ 
  FutureTaskconnectionTask=connectionPool.get(key); 
  if(connectionTask!=null){ 
    return connectionTask.get(); 
  } 
  else{ 
    Callable callable = new Callable(){ 
      @Override 
      public Connection call() throws Exception { 
        // TODO Auto-generated method stub 
        return createConnection(); 
      } 
    }; 
    FutureTasknewTask = new FutureTask(callable); 
    connectionTask = connectionPool.putIfAbsent(key, newTask); 
    if(connectionTask==null){ 
      connectionTask = newTask; 
      connectionTask.run(); 
    } 
    return connectionTask.get(); 
  } 
} 
//創(chuàng)建Connection 
private Connection createConnection(){ 
  return null; 
}

經(jīng)過這樣的改造，可以避免由于并發(fā)帶來的多次創(chuàng)建連接及鎖的出現(xiàn)。

總結(jié)

以上就是本文關(guān)于futuretask用法及使用場景介紹的全部內(nèi)容，希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以參閱：淺談Java多線程處理中Future的妙用（附源碼）、Java利用future及時獲取多線程運行結(jié)果、Java多線程ForkJoinPool實例詳解等，有什么問題可以隨時留言，歡迎各位參閱本站其他相關(guān)專題。

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