高并发编程学习笔记(7)-Future设计模式

末蓝、 2022-04-11 10:19 274阅读 0赞

## Future设计模式 ##

如果有任务执行需要比较长的时间，通常需要等待任务执行结束或者出错才能返回结果，在此期间调用者只能陷入阻塞苦苦等待，对此，Future设计模式提供了一种凭据式解决方案。可以先提交任务，立即返回一个凭据，调用者可稍后凭借凭借查询执行结果。

# 接口定义 #

## Future ##

提交任务后会返回该接口，用于查询执行结果。

]public interface Future<T> { 
        T get() throws InterruptedException;
        boolean done();
    }

## Task<IN,OUT> ##

如果执行的任务有返回值，则需要使用该接口提交任务。

public interface Task<IN,OUT> { 
        OUT get(IN input);
    }

## FutureService<In,OUT> ##

该接口用于提交任务，会返回一个Future用来稍后查询任务结果

public interface FutureService<In,OUT> { 
        Future<?> submit(Runnable  runnable);
        Future<?> submit(Task<In,OUT> task,In input);
        static <T,R> FutureService<T,R> newService(){ 
            return new FutureServiceImpl<T, R>();
        }
    }

# 接口实现 #

在任务结束后，会调用该类的finish方法。将isDone置为true并且为result赋值(线程执行结果)。  
调用者可以使用get方法来得到结果。

public class FutureTask<T> implements Future<T> { 
        private T result;
        private boolean isDone = false;
        private final  Object LOCK = new Object();
        @Override
        public T get() throws InterruptedException { 
            synchronized (LOCK){ 
                while(!isDone){ 
                    LOCK.wait();
                }
            }
            return result;
        }
        public  void finish(T result){ 
            synchronized (LOCK){ 
                if(isDone){ 
                    return;
                }
                this.result=result;
                this.isDone=true;
                LOCK.notifyAll();
            }
        }
        @Override
        public boolean done() { 
            return isDone;
        }
    }

该类的submit方法用于提交任务(Runnable 或Task都可以)，之后返回一个 FutureTask<>。

public class FutureServiceImpl<IN,OUT> implements FutureService<IN,OUT> { 
        private final static String FUTURE_THREAD_PREFIX="FUTURE-";
        private final AtomicInteger nextCounter = new AtomicInteger(0);
        private String getNextName(){ 
            return FUTURE_THREAD_PREFIX+nextCounter.getAndIncrement();
        }
    
        @Override
        public Future<?> submit(Runnable runnable) { 
            final FutureTask<Void> future = new FutureTask<Void>();
            new Thread(()->{ 
                runnable.run();
                future.finish(null);
            },getNextName()).start();
            return future;
        }
    
        @Override
        public Future<?> submit(Task<IN, OUT> task, IN input) { 
            final FutureTask<OUT> future = new FutureTask<OUT>();
            new Thread(()->{ 
                OUT result  =task.get(input);
                future.finish(result);
            },getNextName()).start();
            return future;
        }
    }

**自JDK1.5起，Java提供了比较强大的Future接口，在JDK1.8时更引入了CompletableFuture，其结合函数式接口可实现更强大的功能。**