Java并发编程 | 第四篇：Future模式

一、什么是Future模型

常见的多线程设计模式有：单例模式、不变模式、生产者-消费者模式、Future模式；而这里介绍Future模式，它的核心思想就是异步调用。当我们需要调用一个函数，但是这个函数执行很慢，如果我们不需要马上知道结果，我们可以立即返回，让它在后台慢慢处理这个请求，对于调用者来说，可以先处理一些其他任务，这个就充分利用等待时间，在真正需要数据场合再去尝试获取需要的数据。

---

二、Future模式的主要角色

主要参与者如表：

参与者	作用
Main	启动系统，调用Client发出请求
Client	返回Data对象，理解返回FutureData，并开启ClientThread线程装配RealData
Data	返回数据的接口
FutureData	Future数据，构造很快，但是是一个虚拟的数据，需要装配RealData
RealData	真实数据，构造比较慢

核心结构

---

三、Future模式的简单实现

实现中有一个核心接口就是Data，这是客户端希望获取的数据，这个Data接口有两个重要的实现，分别是RealData，也就是真实数据，这就是我们最终需要获取的信息，还有一个FutureData，它用来提取RealData的一个“订单”因此FutureData可以立即获得

Data接口

public interface Data {
     public String getResult();
}

实现类FutureData

这个是Future模式的关键，实际上是真实数据RealData的代理，封装了获取RealData的等待过程

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()
    }

    @Override
    public  synchronized String getResult() {  //会等待RealData构造完成
        // TODO Auto-generated method stub
        while(!isReady){
            try {
                wait();     //一直等待，知道RealData被注入
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            }
        }

        return realdata.result;
    }

}

FutureData实现了一个快速返回的RealData包装，所以它只是一个包装，没有真实数据，在里面的getResult（）方法如果实际数据没有准备好就等待，直到RealData准备好并注入FutureData才返回数据

实现类RealData

public class RealData implements Data {

    protected final String result;// protected可访问同包的元素

    public RealData(String para) {
        // RealData的构造可能很慢，需要用户等待好久，这里使用sleep模拟
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            sb.append(para);

            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            }
        }

        result = sb.toString();
    }

    @Override
    public String getResult() {
        // TODO Auto-generated method stub

        return result;
    }

}

Client

在客户端程序，创建获取FutureData，并开启构造RealData的线程，立即返回FutureData

public class Client {
      public Data request(final String queryStr){
          final FutureData future=new FutureData();//实现获取FutureData
          new Thread(){        
              public void run(){    //RealData的构造很慢，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
      }

}

主函数

负责调用Client发起请求 ，并消费返回的数据

      public static void main(String[] args) {
        Client client=new Client();
        //这里会立即返回，因为得到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代替对其他业务逻辑的处理
            //在处理这些业务逻辑中，RealData被创建，从而充分利用了等待时间
            Thread.sleep(2000);
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
        System.out.println("数据="+data.getResult());
    }

参考：《Java高并发程序设计》