多线程（24）Future接口

谁践踏了优雅 2024-04-24 23:09 74阅读 0赞

`Future`接口在Java的`java.util.concurrent`包中，它代表了一个异步计算的结果。使用`Future`可以对计算的结果进行查询，判断计算是否完成，以及等待计算的完成。此外，`Future`还提供了取消计算的功能。`Future`接口是在Java 5引入的，用于处理并发编程中的异步任务。

#### 主要方法 ####

`Future`接口定义了几个关键的方法来管理和控制异步计算的状态及结果：

*  `boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)`：试图取消执行这个任务。如果任务已完成、已取消或由于某种原因无法取消，则此尝试将失败。如果成功，并且这个任务还没有启动，则这个任务永远不会运行。如果任务已经启动，则`mayInterruptIfRunning`参数决定是否应该中断执行这个任务的线程。
 *  `boolean isCancelled()`：如果任务在完成前被取消，则返回`true`。
 *  `boolean isDone()`：如果任务完成了，无论是正常完成、异常终止还是取消，都返回`true`。
 *  `V get()`：等待计算完成，然后检索其结果。
 *  `V get(long timeout, TimeUnit unit)`：如果需要，最多等待指定的时间来检索计算结果，然后如果超时，抛出`TimeoutException`异常。

#### 使用`Future`的场景 ####

`Future`接口通常与`ExecutorService`一起使用，用于异步执行任务。以下是一个简单的使用示例：

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
    Callable<String> task = new Callable<String>() {
        
        public String call() {
        
            // 模拟计算需要一段时间
            Thread.sleep(1000);
            return "结果";
        }
    };
    Future<String> future = executor.submit(task);
    
    try {
        
        // 在结果可用之前会阻塞
        String result = future.get();
        System.out.println(result);
    } catch (InterruptedException e) {
        
        // 当前线程在等待过程中被中断
        e.printStackTrace();
    } catch (ExecutionException e) {
        
        // 计算抛出一个异常
        e.printStackTrace();
    } catch (TimeoutException e) {
        
        // 在Future完成前超时
        e.printStackTrace();
    }
    
    executor.shutdown();

#### `Future`的局限性 ####

*  **阻塞性**：`Future`的`get`方法是阻塞性的，它会阻塞直到任务完成。这意味着即使任务的执行非常快，调用`get`方法的线程也必须等待。
 *  **单一的使用**：一旦计算完成，`Future`就不能再用于其他计算任务。每个`Future`都是一次性使用的。
 *  **异常处理**：`Future`在任务执行中发生异常时，只能通过`ExecutionException`来捕获，这使得异常处理较为复杂。

#### 改进 ####

Java 8引入了`CompletableFuture`，它实现了`Future`接口，提供了更为丰富的API，例如，异常处理更加方便，提供了非阻塞的获取结果方法，可以组合多个`CompletableFuture`，使得异步编程更加灵活和强大。