JDK中的Future模式

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title: JDK中的Future模式
date: 2017-04-04 21:33:48
tags:

• Java
• 并发
  categories: Java

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Future模式

Future模式：一个耗时的任务开始后立即返回客户端凭证，而不是要求客户端持续等待，客户端随时可以使用凭证获取任务结果

日常生活中类似的场景非常常见，比如你去维修电脑，把电脑交给售后拿好凭证你就可以走了，而不是守在售后等电脑。

Future模式的典型类图：

Future模式.png

• Task：任务接口
• FutureTask：客户端凭证，实际任务委托给ResultTask
• ResultTask：实际的任务处理
• Client：创建FutureTask包装ResultTask，开启新线程处理ResultData，返回FutureTask

如果任务没有执行完毕将持续阻塞，直到任务结束。具体实现可以使用wait/notifyAll方法以自己作为monitor阻塞自己。

JDK的支持

JDK中提供了Future的支持，在Future模式之前先看看基本的支持。

先从线程池部分看起，线程池的继承结构如下：

• Executor接口中只定义了void execute(Runnable command);

• ExecutorService接口进一步扩展了Executor，添加了如shutdown，isShutdown等方法，需要注意的是ExecutorService添加了三个重载的submit方法：

  • Future submit(Callable task);
  • Future submit(Runnable task, T result);
  • Future submit(Runnable task);

  自此，线程池与Future和Callable/Runnable产生了难分难解的缘分。

  继续ExecutorService实现之前先看看submit方法的返回值Future：

• Future接口内只定义了几个简单方法，获取任务状态及结果。

• AbstractExecutorService实现了ExecutorService，对三个submit方法的实现核心调用都是一致的：

  RunnableFuture ftask = newTaskFor(task, result);
  execute(ftask);
  return ftask;
  

关于线程池与Runnable与Callable的关系就到这里，下面是Runnable/Callable与RunnableFuture的关系了：

• RunnableFuture接口定义：

  public interface RunnableFuture extends Runnable, Future

  所以RunnableFuture有两个身份：

  1. Runnable，可以作为一个线程使用
  2. Future，可以获取运行结果和线程状态

  但是作为Runnable有什么好返回的呢？看一下具体的实现：FutureTask

• FutureTask有接收Runnable的构造：

  public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
    this.callable = Executors.callable(runnable, result);
    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
  }
  

• 再看Executors.callable：

  public static  Callable callable(Runnable task, T result) {
    if (task == null)
      throw new NullPointerException();
    return new RunnableAdapter(task, result);
  }
  

• 继续看RunnableAdapter

  static final class RunnableAdapter implements Callable {
    final Runnable task;
    final T result;
    RunnableAdapter(Runnable task, T result) {
      this.task = task;
      this.result = result;
    }
    public T call() {
      task.run();
      return result;
    }
  }
  

我理解可以简单的概括为以下几点：

• Runnable只是单纯的启动线程
• Future只是单纯的获取线程状态
• RunnableFuture勾画了Runnable和Future统一的蓝图
• FutureTask最终完成了大一统
• 线程池既可以接收Runnable又可以接收Callable，但最终处理的都是Callable

JDK的Future模式

JDK的Future.png