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<Integer> task = new FutureTask<>(() -> {
int t = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++)
t += i;
return t;
});
// 使用Thread类执行task
System.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<Integer> future = new FutureTask<Integer>(task) {
// 异步任务执行完成，回调
@Override
protected 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<Integer> {
// 返回异步任务的执行结果
@Override
public 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;
}
}
}
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<String, Connection> connectionPool = new HashMap<String, Connection>();
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public Connection getConnection(String key){
try{
lock.lock();
if(connectionPool.containsKey(key)){
return connectionPool.get(key);
}
else{
//创建 Connection
Connection 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<String,FutureTask<Connection>>connectionPool = new ConcurrentHashMap<String, FutureTask<Connection>>();
public Connection getConnection(String key) throws Exception{
FutureTask<Connection>connectionTask=connectionPool.get(key);
if(connectionTask!=null){
return connectionTask.get();
}
else{
Callable<Connection> callable = new Callable<Connection>(){
@Override
public Connection call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return createConnection();
}
};
FutureTask<Connection>newTask = new FutureTask<Connection>(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running
public 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INTERRUPTED
if (mayInterruptIfRunning) {
try {
Thread t = runner;
if (t != null)
t.interrupt();
} finally { // final state
UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, INTERRUPTED);
}
}
} finally {
finishCompletion();
}
return true;
}
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。
