Futrue模式简介
Future模式有点类似于网上购物,在你购买商品,订单生效之后,你可以去做自己的事情,等待商家通过快递给你送货上门。Future模式就是,当某一程序提交请求,期望得到一个答复。但是可能服务器程序对这个请求的处理比较慢,因此不可能马上收到答复。但是,在传统的单线程环境下,调用函数是同步的,它必须等到服务程序返回结果,才能继续进行其他处理。而Future模式下,调用方法是异步的,原本等待返回的时间段,在主调函数中,则可以处理其他的任务。传统的串行程序调用如下图所示:
Future模式的处理流程:
实现Future模式的客户端在拿到这个返回结果后,并不急于对它进行处理,而是去调用其它的业务逻辑,使call()方法有充分的时间去处理完成,这也是Future模式的精髓所在。在处理完其他业务逻辑后,最后再使用处理比较费时的Future数据。这个在处理过程中,就不存在无谓的等待,充分利用了时间,从而提升了系统的响应和性能。
JDK内置实现介绍
在JDK的内置并发包中,就已经内置了一种Future的实现,提供了更加丰富的线程控制,其基本用意和核心理念与上面实现代码一致。
在JDK中的Future模式中,最重要的是FutureTask类,它实现了Runnable接口,可以作为单独的线程运行。在其run()方法中,通过Sync内部类,调用Callable接口,并维护Callable接口的返回对象。当使用FutureTask.get()时,将返回Callable接口的返回对象。FutureTask还可以对任务本身进行其他控制操作。
FutureTask该类在JDK5、6版本的实现和JDK8中的实现有较大的差异.JDK8后退该类的性能进行了较大的提升,后面会结合源码级别进行讲解。
例子剖析:Futrue模式
下面这个例子总体来说是个非常通俗易懂的例子,并且讲解得也比较详细,愿读者能够读懂,有不懂得可以随时留了言哦
先上一个场景:假如你突然想做饭,但是没有厨具,也没有食材。网上购买厨具比较方便,食材去超市买更放心。
实现分析:在快递员送厨具的期间,我们肯定不会闲着,可以去超市买食材。所以,在主线程里面另起一个子线程去网购厨具。
但是,子线程执行的结果是要返回厨具的,而run方法是没有返回值的。所以,这才是难点,需要好好考虑一下。
代码模拟:
package test; public class CommonCook { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { long startTime = System.currentTimeMillis(); // 第一步 网购厨具 OnlineShopping thread = new OnlineShopping(); thread.start(); //通过join线程来阻断主线程,以先保证厨具送到才继续往下走 thread.join(); // 第二步 去超市购买食材 Thread.sleep(2000); // 模拟购买食材时间 Shicai shicai = new Shicai(); System.out.println("第二步:食材到位"); // 第三步 用厨具烹饪食材 System.out.println("第三步:开始展现厨艺"); cook(thread.chuju, shicai); System.out.println("总共用时" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms"); } // 网购厨具线程的线程类 static class OnlineShopping extends Thread { private Chuju chuju; @Override public void run() { System.out.println("第一步:下单"); System.out.println("第一步:等待送货"); try { Thread.sleep(5000); // 模拟快递小哥送货时间 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("第一步:快递送到"); chuju = new Chuju(); //拿到厨具了 } } // 用厨具烹饪食材的线程 做饭肯定得厨具、食材都有了才能开始 所以传进去 static void cook(Chuju chuju, Shicai shicai) {} // 厨具类 static class Chuju {} // 食材类 static class Shicai {} }
运行结果:
第一步:下单 第一步:等待送货 第一步:快递送到 第二步:食材到位 第三步:开始展现厨艺 总共用时7013ms
从总用时我们可以看到,多线程已经失去了意义。在厨具送到期间,我们不能干任何事。对应代码,就是调用join方法阻塞主线程。
其实这里面虽然用到了Thread,但其实并没有起到多线程的作用。因为很显然,一个join,使得一切都串行化了。那有人会问,不阻塞行不行呢?答案显然是不行的,因为还没有厨具的情况下,你不能做饭。
从代码来看的话,run方法不执行完,属性chuju就没有被赋值,还是null。换句话说,没有厨具,怎么做饭。
Java现在的多线程机制,核心方法run是没有返回值的;如果要保存run方法里面的计算结果,必须等待run方法计算完,无论计算过程多么耗时。
面对这种尴尬的处境,程序员就会想:在子线程run方法计算的期间,能不能在主线程里面继续异步执行???
Where there is a will,there is a way!!!