futuretask用法及使用场景介绍

发布时间：2020-09-15 23:52:11 作者：linchunquan
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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。

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。

package futuretask; 
import java.util.ArrayList; 
import java.util.List; 
import java.util.concurrent.Callable; 
import java.util.concurrent.ExecutionException; 
import java.util.concurrent.ExecutorService; 
import java.util.concurrent.Executors; 
import java.util.concurrent.FutureTask; 
public class FutureTaskForMultiCompute { 
  public static void main(String[] args) { 
    FutureTaskForMultiCompute inst=new FutureTaskForMultiCompute(); 
    // 创建任务集合 
    List<FutureTask<Integer>> taskList = new ArrayList<FutureTask<Integer>>(); 
    // 创建线程池 
    ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(5); 
    for (int i = 0; i < 10; i++) { 
      // 传入Callable对象创建FutureTask对象 
      FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(inst.new ComputeTask(i, ""+i)); 
      taskList.add(ft); 
      // 提交给线程池执行任务，也可以通过exec.invokeAll(taskList)一次性提交所有任务; 
      exec.submit(ft); 
    } 
    System.out.println("所有计算任务提交完毕, 主线程接着干其他事情！"); 
    // 开始统计各计算线程计算结果 
    Integer totalResult = 0; 
    for (FutureTask<Integer> ft : taskList) { 
      try { 
        //FutureTask的get方法会自动阻塞,直到获取计算结果为止 
        totalResult = totalResult + ft.get(); 
      } catch (InterruptedException e) { 
        e.printStackTrace(); 
      } catch (ExecutionException e) { 
        e.printStackTrace(); 
      } 
    } 
    // 关闭线程池 
    exec.shutdown(); 
    System.out.println("多任务计算后的总结果是:" + totalResult); 
  } 
  private class ComputeTask implements Callable<Integer> { 
    private Integer result = 0; 
    private String taskName = ""; 
    public ComputeTask(Integer iniResult, String taskName){ 
      result = iniResult; 
      this.taskName = taskName; 
      System.out.println("生成子线程计算任务: "+taskName); 
    } 
    public String getTaskName(){ 
      return this.taskName; 
    } 
    @Override 
    public Integer call() throws Exception { 
      // TODO Auto-generated method stub 
      for (int i = 0; i < 100; i++) { 
        result =+ i; 
      } 
      // 休眠5秒钟，观察主线程行为，预期的结果是主线程会继续执行，到要取得FutureTask的结果是等待直至完成。 
      Thread.sleep(5000); 
      System.out.println("子线程计算任务: "+taskName+" 执行完成!"); 
      return result; 
    } 
  } 
}

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 
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 
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。

总结

以上就是本文关于futuretask用法及使用场景介绍的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以参阅：浅谈Java多线程处理中Future的妙用（附源码）、Java利用future及时获取多线程运行结果、Java多线程ForkJoinPool实例详解等，有什么问题可以随时留言，欢迎各位参阅本站其他相关专题。

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