Java并发编程(二十二)------并发设计模式之Future模式

参考文章：[高并发Java 七] 并发设计模式

Future模式

核心思想是异步调用 

非异步：

异步：

第一次的call_return由于任务还没完成，所以返回的是一个空的。

但是这个返回类似于购物中的订单，将来可以根据这个订单来得到一个结果。

所以Future模式意思就是，“未来”可以得到，就是指这个订单或者说是契约，“承诺”未来就会给结果。

1. Future模式简单的实现

调用者得到的是一个Data，一开始可能是一个FutureData，因为RealData构建很慢。在未来的某个时间，可以通过FutureData来得到RealData。代码实现：

public interface Data {     
	public String getResult (); 
}

public class FutureData implements Data {     
	protected RealData realdata = null;   //FutureData是RealData的包装     
	protected boolean isReady = false;     
	public synchronized void setRealData(RealData realdata) {         
		if (isReady) {              
			return;         
		}         
		this.realdata = realdata;         
		isReady = true;         
		notifyAll();    //RealData已经被注入，通知getResult()     
	}     
	public synchronized String getResult()//会等待RealData构造完成         
	{  
		while (!isReady) {             
			try {                 
				wait();    //一直等待，知道RealData被注入            
			} catch (InterruptedException e) {             
				}         
		}         
		return realdata.result;  //由RealData实现       
	} 
}

public class RealData implements Data {
	protected final String result;
	public RealData(String para) {
		// RealData的构造可能很慢，需要用户等待很久，这里使用sleep模拟
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			sb.append(para);
			try {
				// 这里使用sleep，代替一个很慢的操作过程
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
			}
		}
		result = sb.toString();
	}
	public String getResult() {
		return result;
	}
}

public class Client {     
	public Data request(final String queryStr) {         
		final FutureData future = new FutureData();         
		new Thread() {
			public void run() 
			{
				// RealData的构建很慢，           
				//所以在单独的线程中进行                
				RealData realdata = new RealData(queryStr);                 
				future.setRealData(realdata);             
			}                                                        
		}.start();         
		return future; // FutureData会被立即返回     
	} 
}

public static void main(String[] args) {
		Client client = new Client();
		// 这里会立即返回，因为得到的是FutureData而不是RealData
		Data data = client.request("name");
		System.out.println("请求完毕");
		try {
			// 这里可以用一个sleep代替了对其他业务逻辑的处理
			// 在处理这些业务逻辑的过程中，RealData被创建，从而充分利用了等待时间
			Thread.sleep(2000);
		} catch (InterruptedException e) {
		}
		// 使用真实的数据
		System.out.println("数据 = " + data.getResult());
	}

2. JDK中Future模式的支持

接下来使用JDK提供的类和方法来实现刚刚的代码：

import java.util.concurrent.Callable;

public class RealData implements Callable {
	private String para;

	public RealData(String para) {
		this.para = para;
	}

	@Override
	public String call() throws Exception {
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			sb.append(para);
			try {
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {

			}
		}
		return sb.toString();
	}
}

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class FutureMain {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException,
			ExecutionException {
		// 构造FutureTask
		FutureTask future = new FutureTask(new RealData("a"));
		ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
		// 执行FutureTask，相当于上例中的 client.request("a") 发送请求
		// 在这里开启线程进行RealData的call()执行
		executor.submit(future);
		System.out.println("请求完毕");
		try {
			// 这里依然可以做额外的数据操作，这里使用sleep代替其他业务逻辑的处理
			Thread.sleep(2000);
		} catch (InterruptedException e) {
		}
		// 相当于data.getResult ()，取得call()方法的返回值
		// 如果此时call()方法没有执行完成，则依然会等待
		System.out.println("数据 = " + future.get());
	}
}

这里要注意的是FutureTask是即具有 Future功能又具有Runnable功能的类。所以又可以运行，最后还能get。

当然如果在调用到future.get()时，真实数据还没准备好，仍然会产生阻塞状况，直到数据准备完成。

当然还有更加简便的方式：

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class FutureMain2 {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException,
			ExecutionException {
		ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
		// 执行FutureTask，相当于上例中的 client.request("a") 发送请求
		// 在这里开启线程进行RealData的call()执行
		Future future = executor.submit(new RealData("a"));
		System.out.println("请求完毕");
		try {
			// 这里依然可以做额外的数据操作，这里使用sleep代替其他业务逻辑的处理
			Thread.sleep(2000);
		} catch (InterruptedException e) {
		}
		// 相当于data.getResult ()，取得call()方法的返回值
		// 如果此时call()方法没有执行完成，则依然会等待
		System.out.println("数据 = " + future.get());
	}
}

由于Callable是有返回值的，可以直接返回future对象。