java多線程編程同步器Future和FutureTask解析及代碼示例

publicinterfaceFuture<V>Future表示異步計算的結果。它提供了檢查計算是否完成的方法，以等待計算的完成，并獲取計算的結果。計算完成后只能使用get方法來獲取結果，如有必要，計算完成前可以阻塞此方法。取消則由cancel方法來執行。還提供了其他方法，以確定任務是正常完成還是被取消了。一旦計算完成，就不能再取消計算。如果為了可取消性而使用Future但又不提供可用的結果，則可以聲明Future<?>形式類型、并返回null作為底層任務的結果。

Future主要定義了5個方法：

1)booleancancel(booleanmayInterruptIfRunning)：試圖取消對此任務的執行。如果任務已完成、或已取消，或者由于某些其他原因而無法取消，則此嘗試將失敗。當調用cancel時，如果調用成功，而此任務尚未啟動，則此任務將永不運行。如果任務已經啟動，則mayInterruptIfRunning參數確定是否應該以試圖停止任務的方式來中斷執行此任務的線程。此方法返回后，對isDone()的后續調用將始終返回true。如果此方法返回true，則對isCancelled()的后續調用將始終返回true。

2）booleanisCancelled()：如果在任務正常完成前將其取消，則返回true。

3）booleanisDone()：如果任務已完成，則返回true。可能由于正常終止、異常或取消而完成，在所有這些情況中，此方法都將返回true。

4）Vget()throwsInterruptedException,ExecutionException：如有必要，等待計算完成，然后獲取其結果。

5）Vget(longtimeout,TimeUnitunit)throwsInterruptedException,ExecutionException,TimeoutException：如有必要，最多等待為使計算完成所給定的時間之后，獲取其結果（如果結果可用）。

Future<V>接口

Future<V>接口是用來獲取異步計算結果的，說白了就是對具體的Runnable或者Callable對象任務執行的結果進行獲取(get()),取消(cancel()),判斷是否完成等操作。我們看看Future接口的源碼：

public interface Future<V> { 
 boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning); 
 boolean isCancelled(); 
 boolean isDone(); 
 V get() throws InterruptedException, ExecutionException; 
 V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException; 
} 

方法解析：

Vget()：獲取異步執行的結果，如果沒有結果可用，此方法會阻塞直到異步計算完成。

Vget(Longtimeout,TimeUnitunit)：獲取異步執行結果，如果沒有結果可用，此方法會阻塞，但是會有時間限制，如果阻塞時間超過設定的timeout時間，該方法將拋出異常。

booleanisDone()：如果任務執行結束，無論是正常結束或是中途取消還是發生異常，都返回true。

booleanisCanceller()：如果任務完成前被取消，則返回true。

booleancancel(booleanmayInterruptRunning)：如果任務還沒開始，執行cancel(...)方法將返回false；如果任務已經啟動，執行cancel(true)方法將以中斷執行此任務線程的方式來試圖停止任務，如果停止成功，返回true；當任務已經啟動，執行cancel(false)方法將不會對正在執行的任務線程產生影響(讓線程正常執行到完成)，此時返回false；當任務已經完成，執行cancel(...)方法將返回false。mayInterruptRunning參數表示是否中斷執行中的線程。

通過方法分析我們也知道實際上Future提供了3種功能：（1）能夠中斷執行中的任務（2）判斷任務是否執行完成（3）獲取任務執行完成后額結果。

但是我們必須明白Future只是一個接口，我們無法直接創建對象，因此就需要其實現類FutureTask登場啦。

FutureTask類

FutureTask可用于異步獲取執行結果或取消執行任務的場景。通過傳入Runnable或者Callable的任務給FutureTask，直接調用其run方法或者放入線程池執行，之后可以在外部通過FutureTask的get方法異步獲取執行結果，因此，FutureTask非常適合用于耗時的計算，主線程可以在完成自己的任務后，再去獲取結果。另外，FutureTask還可以確保即使調用了多次run方法，它都只會執行一次Runnable或者Callable任務，或者通過cancel取消FutureTask的執行等。

我們來看看FutureTask的實現

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> { 

FutureTask類實現了RunnableFuture接口，我們看一下RunnableFuture接口的實現：

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> { 
 void run(); 
} 

分析：FutureTask除了實現了Future接口外還實現了Runnable接口，因此FutureTask也可以直接提交給Executor執行。當然也可以調用線程直接執行（FutureTask.run()）。接下來我們根據FutureTask.run()的執行時機來分析其所處的3種狀態：

（1）未啟動，FutureTask.run()方法還沒有被執行之前，FutureTask處于未啟動狀態，當創建一個FutureTask，而且沒有執行FutureTask.run()方法前，這個FutureTask也處于未啟動狀態。

（2）已啟動，FutureTask.run()被執行的過程中，FutureTask處于已啟動狀態。

（3）已完成，FutureTask.run()方法執行完正常結束，或者被取消或者拋出異常而結束，FutureTask都處于完成狀態。

FutureTask類是Future的一個實現，并實現了Runnable，所以可通過Excutor(線程池)來執行。也可傳遞給Thread對象執行。如果在主線程中需要執行比較耗時的操作時，但又不想阻塞主線程時，可以把這些作業交給Future對象在后臺完成，當主線程將來需要時，就可以通過Future對象獲得后臺作業的計算結果或者執行狀態。下面的例子模擬一個會計算賬的過程，主線程已經獲得其他帳戶的總額了，為了不讓主線程等待PrivateAccount類的計算結果的返回而啟用新的線程去處理，并使用FutureTask對象來監控，這樣，主線程還可以繼續做其他事情，最后需要計算總額的時候再嘗試去獲得privateAccount的信息。

package test;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/**
 *
 * @author Administrator
 *
 */
@SuppressWarnings("all")
public class FutureTaskDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 初始化一個Callable對象和FutureTask對象
		Callable pAccount = new PrivateAccount();
		FutureTask futureTask = new FutureTask(pAccount);
		// 使用futureTask創建一個線程
		Thread pAccountThread = new Thread(futureTask);
		System.out.println("futureTask線程現在開始啟動，啟動時間為：" + System.nanoTime());
		pAccountThread.start();
		System.out.println("主線程開始執行其他任務");
		// 從其他賬戶獲取總金額
		int totalMoney = new Random().nextint(100000);
		System.out.println("現在你在其他賬戶中的總金額為" + totalMoney);
		System.out.println("等待私有賬戶總金額統計完畢...");
		// 測試后臺的計算線程是否完成，如果未完成則等待
		while (!futureTask.isDone()) {
			try {
				Thread.sleep(500);
				System.out.println("私有賬戶計算未完成繼續等待...");
			}
			catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		System.out.println("futureTask線程計算完畢，此時時間為" + System.nanoTime());
		Integer privateAccountMoney = null;
		try {
			privateAccountMoney = (Integer) futureTask.get();
		}
		catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		catch (ExecutionException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("您現在的總金額為：" + totalMoney + privateAccountMoney.intValue());
	}
}
@SuppressWarnings("all")
class PrivateAccount implements Callable {
	Integer totalMoney;
	@Override
		public Object call() throws Exception {
		Thread.sleep(5000);
		totalMoney = new Integer(new Random().nextint(10000));
		System.out.println("您當前有" + totalMoney + "在您的私有賬戶中");
		return totalMoney;
	}
}

運行結果 

futureTask線程現在開始啟動，啟動時間為：3098040622063 
主線程開始執行其他任務 
現在你在其他賬戶中的總金額為56983 
等待私有賬戶總金額統計完畢... 
私有賬戶計算未完成繼續等待... 
私有賬戶計算未完成繼續等待... 
私有賬戶計算未完成繼續等待... 
私有賬戶計算未完成繼續等待... 
私有賬戶計算未完成繼續等待... 
私有賬戶計算未完成繼續等待... 
私有賬戶計算未完成繼續等待... 
私有賬戶計算未完成繼續等待... 
私有賬戶計算未完成繼續等待... 
您當前有3345在您的私有賬戶中 
私有賬戶計算未完成繼續等待... 
futureTask線程計算完畢，此時時間為3103072404138 
您現在的總金額為：569833345

總結

以上就是本文關于java多線程編程同步器Future和FutureTask解析及代碼示例的全部內容，希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續參閱本站：

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