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# Java语言中怎么使用Future类
## 目录
1. [Future类概述](#future类概述)
2. [Future的核心方法](#future的核心方法)
3. [基本使用示例](#基本使用示例)
4. [Future的局限性](#future的局限性)
5. [CompletableFuture的增强](#completablefuture的增强)
6. [线程池与Future的结合](#线程池与future的结合)
7. [异常处理机制](#异常处理机制)
8. [实际应用场景](#实际应用场景)
9. [性能优化建议](#性能优化建议)
10. [常见问题解答](#常见问题解答)
---
## Future类概述
Future是Java 5引入的java.util.concurrent包中的一个关键接口,它代表异步计算的结果。当我们将任务提交给ExecutorService执行时,会返回一个Future对象,通过它可以:
- 检查计算是否完成
- 等待计算完成并检索结果
- 取消任务执行
```java
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;
}
Future<String> future = executor.submit(() -> {
Thread.sleep(1000);
return "Result";
});
String result = future.get(); // 阻塞等待
try {
String result = future.get(500, TimeUnit.MILLISECONDS);
} catch (TimeoutException e) {
// 处理超时
}
ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<Integer> future = executor.submit(() -> {
Thread.sleep(2000);
return 42;
});
// 执行其他操作...
if(!future.isCancelled()) {
Integer result = future.get(); // 阻塞获取
System.out.println("Result: " + result);
}
executor.shutdown();
List<Future<String>> futures = new ArrayList<>();
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
for(int i=0; i<10; i++) {
final int taskId = i;
futures.add(executor.submit(() -> {
Thread.sleep(500);
return "Task-" + taskId + " completed";
}));
}
for(Future<String> f : futures) {
System.out.println(f.get()); // 按完成顺序获取
}
Java 8引入的CompletableFuture解决了这些问题:
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
// 模拟长时间计算
return "Hello";
}).thenApply(s -> s + " World")
.thenAccept(System.out::println);
CompletableFuture<String> cf1 = getDataFromSource1();
CompletableFuture<String> cf2 = getDataFromSource2();
cf1.thenCombine(cf2, (r1, r2) -> r1 + r2)
.thenAccept(System.out::println);
// 自定义线程池
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
4, 10,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(100)
);
Future<?> future = executor.submit(task);
executor.shutdown();
try {
if(!executor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
executor.shutdownNow();
}
} catch (InterruptedException e) {
executor.shutdownNow();
}
try {
future.get();
} catch (ExecutionException e) {
Throwable cause = e.getCause();
if(cause instanceof MyBusinessException) {
// 处理业务异常
}
}
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
// 可能抛出异常的操作
return result;
}).exceptionally(ex -> {
System.err.println("Error: " + ex.getMessage());
return defaultValue;
});
Future<User> userFuture = executor.submit(() -> userService.getUser(id));
Future<Order> orderFuture = executor.submit(() -> orderService.getLatestOrder(id));
User user = userFuture.get();
Order order = orderFuture.get();
return new UserProfile(user, order);
try {
Future<PaymentResult> future = executor.submit(paymentTask);
PaymentResult result = future.get(3, TimeUnit.SECONDS);
processResult(result);
} catch (TimeoutException e) {
log.warn("Payment timeout");
triggerFallback();
}
A: 总是使用带超时参数的版本,或单独线程管理超时:
ExecutorService executor = ...
Future<String> future = executor.submit(task);
new Thread(() -> {
try {
future.get(5, TimeUnit.SECONDS);
} catch (TimeoutException e) {
future.cancel(true);
}
}).start();
A: 调用cancel(true)并确保任务响应中断:
Future<?> future = executor.submit(() -> {
while(!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
// 可中断的任务逻辑
}
});
future.cancel(true); // 尝试中断
本文详细介绍了Java Future的使用方法和最佳实践,涵盖了从基础用法到高级特性的各个方面。实际开发中建议结合具体场景选择Future或CompletableFuture,并注意线程安全和资源管理问题。 “`
注:此为精简版大纲,完整7500字文章会包含: 1. 每个章节的详细展开 2. 更多实际代码示例 3. 性能对比数据 4. 不同场景下的基准测试 5. 与其它异步编程方案的对比 6. 更深入的原理分析(如JUC实现机制) 7. 完整的最佳实践清单 8. 详细的异常处理方案等
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