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Java程序执行超时——Future接口介绍
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Java多线程Swing
在Java中，如果需要设定代码执行的最长时间，即超时，可以用Java线程池ExecutorService类配合Future接口来实现。 Future接口是Java标准API的一部分，在java.util.concurrent包中。Future接口是Java线程Future模式的实现，可以来进行异步计算。
Future模式可以这样来描述：我有一个任务，提交给了Future，Future替我完成这个任务。期间我自己可以去做任何想做的事情。一段时间之后，我就便可以从Future那儿取出结果。就相当于下了一张订货单，一段时间后可以拿着提订单来提货，这期间可以干别的任何事情。其中Future 接口就是订货单，真正处理订单的是Executor类，它根据Future接口的要求来生产产品。
Future接口提供方法来检测任务是否被执行完，等待任务执行完获得结果，也可以设置任务执行的超时时间。这个设置超时的方法就是实现Java程序执行超时的关键。
Future接口是一个泛型接口，严格的格式应该是Future<V>，其中V代表了Future执行的任务返回值的类型。 Future接口的方法介绍如下：
• boolean cancel (boolean mayInterruptIfRunning) 取消任务的执行。参数指定是否立即中断任务执行，或者等等任务结束
• boolean isCancelled () 任务是否已经取消，任务正常完成前将其取消，则返回 true
• boolean isDone () 任务是否已经完成。需要注意的是如果任务正常终止、异常或取消，都将返回true
• V get () throws InterruptedException, ExecutionException  等待任务执行结束，然后获得V类型的结果。InterruptedException 线程被中断异常， ExecutionException任务执行异常，如果任务被取消，还会抛出CancellationException
• V get (long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException 同上面的get功能一样，多了设置超时时间。参数timeout指定超时时间，uint指定时间的单位，在枚举类TimeUnit中有相关的定义。如果计算超时，将抛出TimeoutException
Future的实现类有java.util.concurrent.FutureTask<V>即 javax.swing.SwingWorker<T,V>。通常使用FutureTask来处理我们的任务。FutureTask类同时又实现了Runnable接口，所以可以直接提交给Executor执行。使用FutureTask实现超时执行的代码如下：
Java代码    
1 ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();  
2 FutureTask<String> future =  
3        new FutureTask<String>(new Callable<String>() {//使用Callable接口作为构造参数  
4          public String call() {  
5            //真正的任务在这里执行，这里的返回值类型为String，可以为任意类型  
6        }});  
7 executor.execute(future);  
8 //在这里可以做别的任何事情  
9 try {  
10     result = future.get(5000, TimeUnit.MILLISECONDS); //取得结果，同时设置超时执行时间为5秒。同样可以用future.get()，不设置执行超时时间取得结果  
11 } catch (InterruptedException e) {  
12     futureTask.cancel(true);  
13 } catch (ExecutionException e) {  
14     futureTask.cancel(true);  
15 } catch (TimeoutException e) {  
16     futureTask.cancel(true);  
17 } finally {  
18     executor.shutdown();  
19 } 
   

不直接构造Future对象，也可以使用ExecutorService.submit方法来获得Future对象，submit方法即支持以 Callable接口类型，也支持Runnable接口作为参数，具有很大的灵活性。使用示例如下：
Java代码    
20 ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();  
21 FutureTask<String> future =　executor.submit(  
22    new Callable<String>() {//使用Callable接口作为构造参数  
23        public String call() {  
24       //真正的任务在这里执行，这里的返回值类型为String，可以为任意类型  
25    }});  
26 //在这里可以做别的任何事情  
27 //同上面取得结果的代码 
 
利用Future接口实现程序执行超时大致用法就这么多，改天需要研究下Future接口的内部实现，特别是设定执行超时的实现。


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• 2010-07-17 11:12
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1 楼 daoyongyu 2011-11-08 
简单明了。好
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java.util.concurrent.Future 类基础
日期：2013-02-26 09:53作者: 点击：219 次 【大 中 小】
通过《回到Future》这个工作主题开始写一系列的关于探讨编程语言的Futrure概念的文章。Futrues是非常重要的抽象，甚至随着异步，事件驱动，并行和扩展系统的发展显得更加重要。在第一篇违章中，我们会讨论最基本的java.util.concurrent.Future 接口。 接下来我们会跳到其他的框架，库，甚至是语言。 Future是有限制的，但是有必要去理解future的部分。
在一个单线程应用中，当你调用一个方法只有计算结束才会返回结果(IOUtils.toString() comes fromApache Commons IO):
1
public String downloadContents(URL url) throws IOException {
2
try(InputStream input = url.openStream()) {
3
return IOUtils.toString(input, StandardCharsets.UTF_8);
4
}
5
}
6
7
//...
8
9
final Future<String> contents = downloadContents(new URL("http://www.example.com"));
downloadContents() 看上去是无害的, 但是它需要任意长的时间来完成。同时，为了减少延迟，在等待结果的期间，你可能需要同时独立的处理其它的工作。以前你可能会启动一个新的线程 或者等待结果(共享内存，锁，糟糕的 wait()/notify()对).
通过 Future<T> 模式，它会变得明朗：
1
public static Future<String> startDownloading(URL url) {
2
//...
3
}
4
5
final Future<String> contentsFuture = startDownloading(new URL("http://www.example.com"));
6
//other computation
7
final String contents = contentsFuture.get();
我们马上会实现 startDownloading(), startDownloading（）不会被阻塞，而是等待外部的站点回应，你理解这一原则是很重要的。 相反，如果它快速返回了，返回一个轻量级的Future<String> 对象。 这个对象是一个promise那么将来字符串类型就是可用的,虽然我们不知道什么时候，但是会保留这个引用直到它返有结果返回，你就可以通过Future.get()来获取它。 换句话说，Future是一个代理或者一个对象的包装，不是真实的目标对象。一旦异步计算完成，你就可以提取它。 那么Future提供了什么样的接口呢？
Future.get()是最重要的方法。它阻塞和等待直到承诺的结果是可用状态， 因此如果我们确实需要这个字符串，就调用get() 方法然后等待。 还有一个接受超时参数的重载版本，如果哪里出现问题你就不用一直等待下去，超过设定时间就会抛出 TimeoutException。
在某些情况下，你可能想不停地偷偷看看Future是否可用了。这可以通过isDone()来完成。想象一个情景，你的用户等待某些异步的计算，你想让他知道这种情况， 同时去做一些其它的计算：
1
final Future<String> contentsFuture = startDownloading(new URL("http://www.example.com"));
2
while (!contentsFuture.isDone()) {
3
askUserToWait();
4
doSomeComputationInTheMeantime();
5
}
6
contentsFuture.get();
最后Future.get()调用的内容会保证马上返回，不会被阻塞，因为Future.isDone() 返回了true。如果你遵循这个模式，就不会忙于每秒百万次的交替等待和调用isDone()。
取消futrues是最后一个我们还没有覆盖到的。想象你启动了异步的工作并且你只能等待一些时间， 如果2秒钟后，我们放弃，或者把错误传递出去，或者采用临时方案解决它。然而，你是一个好市民，你应该告诉这个future对象：我不需要你了，你别管了。 那么你可以通过停止过时的任务，来节约资源。语法很简单：
1
contentsFuture.cancel(true); //meh...
我们都喜欢隐藏的，布尔类型的参数，对吗？取消可以通过两种方式来实现：在任务启动前通过传递false参数来取消，前提是当Future表达的结果计算开始之前。一旦Callable.call()已经运行到一半，那么我们想让它结束，如果我们传递true，那么Future.call()就会具有侵入性，试图打断正在运行的工作。你觉得这样好吗？现象那些抛出InterruptedException这个声名狼藉的异常的方法,如Thread.sleep(), Object.wait(),Condition.await(),等，甚至包括Future.get(). 如果你被阻塞在这种方法并且有人决定取消你的调用，他们会毫无疑问的抛出InterruptionException，并发出有人要打断当前运行的任务。