Java多线程之|Java多线程之 FutureTask:带有返回值的函数定义和调用方式 Java多线程之FutureTask:带有返回

FutureTask 返回值的函数定义和调用使用Runnable接口定义的任务是没有返回值的。很多时候，我们是有返回值的，为了解决这个问题，Java提供了Callable接口，可以返回指定类型的值。
但是这个接口本身是不具备执行能力的，所以Java中，还有一个FutureTask 类用于使用Callable接口定义带有返回值的任务。
使用示例
以下代码演示了定义和调用的整个过程。

import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.FutureTask; public class FutureTaskDemo { public static void test2() throws Execution{// 基于 Lambda 的 Callable 接口，在new FutureTask中的Lambda表达式即是Callable接口的实现FutureTask task = new FutureTask<>(() -> {int t = 0; for (int i = 0; i < 10; i++)t += i; return t; }); // 使用Thread类执行taskSystem.out.println("Start calling."); long t1 = System.nanoTime(); new Thread(task).start(); long result = task.get(); long t2 = System.nanoTime(); System.out.println("Finish calling."); System.out.printf("Result: %d, Time: %.3f ms.\n", result, (t2 - t1) / 1000000f); }}

执行后的输出：

Start calling.
Finish calling.
Result: 45, Time: 13.620 ms.

Java多线程 FutureTask用法及解析 1 FutureTask概念
FutureTask一个可取消的异步计算，FutureTask 实现了Future的基本方法，提空 start cancel 操作，可以查询计算是否已经完成，并且可以获取计算的结果。
结果只可以在计算完成之后获取，get方法会阻塞当计算没有完成的时候，一旦计算已经完成，那么计算就不能再次启动或是取消。
一个FutureTask 可以用来包装一个 Callable 或是一个runnable对象。因为FurtureTask实现了Runnable方法，所以一个 FutureTask可以提交(submit)给一个Excutor执行(excution).
2 FutureTask使用场景
FutureTask可用于异步获取执行结果或取消执行任务的场景。
通过传入Runnable或者Callable的任务给FutureTask，直接调用其run方法或者放入线程池执行，之后可以在外部通过FutureTask的get方法异步获取执行结果，因此，FutureTask非常适合用于耗时的计算，主线程可以在完成自己的任务后，再去获取结果。
另外，FutureTask还可以确保即使调用了多次run方法，它都只会执行一次Runnable或者Callable任务，或者通过cancel取消FutureTask的执行等。
2.1 FutureTask执行多任务计算的使用场景利用FutureTask和ExecutorService，可以用多线程的方式提交计算任务，主线程继续执行其他任务，当主线程需要子线程的计算结果时，在异步获取子线程的执行结果。

public class FutureTest1 { public static void main(String[] args) {Task task = new Task(); // 新建异步任务FutureTask future = new FutureTask(task) {// 异步任务执行完成，回调@Overrideprotected void done() {try {System.out.println("future.done():" + get()); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace(); }}}; // 创建线程池（使用了预定义的配置）ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); executor.execute(future); try {Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e1) {e1.printStackTrace(); }// 可以取消异步任务// future.cancel(true); try {// 阻塞，等待异步任务执行完毕-获取异步任务的返回值System.out.println("future.get():" + future.get()); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace(); } } // 异步任务 static class Task implements Callable {// 返回异步任务的执行结果@Overridepublic Integer call() throws Exception {int i = 0; for (; i < 10; i++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "_"+ i); Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace(); }}return i; } }}

Java多线程之|Java多线程之 FutureTask:带有返回值的函数定义和调用方式

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2.2 FutureTask在高并发环境下确保任务只执行一次在很多高并发的环境下，往往我们只需要某些任务只执行一次。这种使用情景FutureTask的特性恰能胜任。
举一个例子，假设有一个带key的连接池，当key存在时，即直接返回key对应的对象；当key不存在时，则创建连接。
对于这样的应用场景，通常采用的方法为使用一个Map对象来存储key和连接池对应的对应关系，典型的代码如下面所示：

private Map connectionPool = new HashMap(); private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public Connection getConnection(String key){try{lock.lock(); if(connectionPool.containsKey(key)){return connectionPool.get(key); }else{//创建 ConnectionConnection conn = createConnection(); connectionPool.put(key, conn); return conn; }}finally{lock.unlock(); }}//创建Connection（根据业务需求，自定义Connection）private Connection createConnection(){return null; }

在上面的例子中，我们通过加锁确保高并发环境下的线程安全，也确保了connection只创建一次，然而确牺牲了性能。改用ConcurrentHash的情况下，几乎可以避免加锁的操作，性能大大提高，但是在高并发的情况下有可能出现Connection被创建多次的现象。
这时最需要解决的问题就是当key不存在时，创建Connection的动作能放在connectionPool之后执行，这正是FutureTask发挥作用的时机，基于ConcurrentHashMap和FutureTask的改造代码如下：

private ConcurrentHashMap>connectionPool = new ConcurrentHashMap>(); public Connection getConnection(String key) throws Exception{FutureTaskconnectionTask=connectionPool.get(key); if(connectionTask!=null){return connectionTask.get(); }else{Callable callable = new Callable(){@Overridepublic Connection call() throws Exception {// TODO Auto-generated method stubreturn createConnection(); }}; FutureTasknewTask = new FutureTask(callable); connectionTask = connectionPool.putIfAbsent(key, newTask); if(connectionTask==null){connectionTask = newTask; connectionTask.run(); }return connectionTask.get(); }}//创建Connection（根据业务需求，自定义Connection）private Connection createConnection(){return null; }

经过这样的改造，可以避免由于并发带来的多次创建连接及锁的出现。
3 部分源码分析
3.1 构造方法

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

3.2 cancel

//这个方法有一个参数是否中断runningpublic boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {/** * 这个有点晕啊逻辑关系是 * 等价与 if(state!=new || !UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)) * 这个意思是如果state不是new 那么就退出方法，这时的任务任务坑是已经完成了或是被取消了或是被中断了 * 如果是state 是new 就设置state 为中断状态或是取消状态 * **/if (!(state == NEW &&UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW,mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)))return false; try {// in case call to interrupt throws exception//如果是可中断那么就调用系统中断方法然后把状态设置成INTERRUPTEDif (mayInterruptIfRunning) {try {Thread t = runner; if (t != null)t.interrupt(); } finally { // final stateUNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, INTERRUPTED); }}} finally {finishCompletion(); }return true; }

【Java多线程之|Java多线程之 FutureTask:带有返回值的函数定义和调用方式】以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。