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多线程总结三:Java1.5并发Future模式

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一.作用概述

  1. 异步计算。我每天早晨起来都有很多事情要做:洗漱-煮鸡蛋-吃早餐-等等。我的步骤是起床后先煮鸡蛋,定时10分钟,再去洗漱,等我洗漱完毕在看鸡蛋是否煮好了,煮好了就开始吃早餐,没煮好则等一会。我们把洗漱完毕在煮鸡蛋叫做同步执行,把边煮鸡蛋边洗漱叫异步执行。
  2. 异步体现之处(看源码):客户端把FutureTask当做一个线程去执行时,会触发FutureTask的run()方法,这个时候就已经开始计算结果了;等客户端调用get()方法时候,这个结果已经计算好就把这个结果返回,没计算好get()方法阻塞。

二.UML

future模式

 

三.源码分析

  1. Future,代表异步计算的结果,5个抽象方法顾名思义。
  2. Runnable,线程接口,无返回值。
  3. Callable,代表有返回值的一个任务。
  4. RunnableFuture,组合了两个接口而已。
  5. FutureTask,实现异步计算的地方。
    package java.util.concurrent;
    import java.util.concurrent.locks.*;
    
         //实例化FutureTask时实例化Sync
         public FutureTask(Callable<V> callable) {
            if (callable == null)
                throw new NullPointerException();
            sync = new Sync(callable);
        }
        //实例化FutureTask时
        //1.Executors.callable内部采用适配器模式适配出一个Callable对象
        //2.实例化Sync
        public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
            sync = new Sync(Executors.callable(runnable, result));
        }
        //以下方法基本都是委托sync对象去实现
        public boolean isCancelled() {
            return sync.innerIsCancelled();
        }
    
        public boolean isDone() {
            return sync.innerIsDone();
        }
    
        public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
            return sync.innerCancel(mayInterruptIfRunning);
        }
    
    
        public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
            return sync.innerGet();
        }
    
        public V get(long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
            return sync.innerGet(unit.toNanos(timeout));
        }
    
       
        protected void done() { }
    
        
        protected void set(V v) {
            sync.innerSet(v);
        }
    
        protected void setException(Throwable t) {
            sync.innerSetException(t);
        }
        //FutureTask实现了Runnable接口,当run()方法被执行的时候
        public void run() {
            sync.innerRun();
        }
    
        protected boolean runAndReset() {
            return sync.innerRunAndReset();
        }
    }
     
  6. Sync类是异步计算被委托的地方,真正实现异步计算的地方。
    private final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
            private static final long serialVersionUID = -7828117401763700385L;
    
            /** State value representing that task is running */
            private static final int RUNNING   = 1;
            /** State value representing that task ran */
            private static final int RAN       = 2;
            /** State value representing that task was cancelled */
            private static final int CANCELLED = 4;
    
            /** The underlying callable */
            private final Callable<V> callable;
            /** The result to return from get() */
            private V result;
            /** The exception to throw from get() */
            private Throwable exception;
    
    
            private volatile Thread runner;
            ......
    
            V innerGet(long nanosTimeout) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
                if (!tryAcquireSharedNanos(0, nanosTimeout))
                    throw new TimeoutException();
                if (getState() == CANCELLED)
                    throw new CancellationException();
                if (exception != null)
                    throw new ExecutionException(exception);
                return result;             //返回result
            }
    
            void innerSet(V v) {
    	    for (;;) {
    		int s = getState();
    		if (s == RAN)
    		    return;
                    if (s == CANCELLED) {
    		    // aggressively release to set runner to null,
    		    // in case we are racing with a cancel request
    		    // that will try to interrupt runner
                        releaseShared(0);
                        return;
                    }
    		if (compareAndSetState(s, RAN)) {
                        result = v;      //将callable.call()的结果赋值给result
                        releaseShared(0);
                        done();
    		    return;
                    }
                }
            }
    
            ......
        
            //FutureTask的run方法被执行时
            void innerRun() {
                if (!compareAndSetState(0, RUNNING))
                    return;
                try {
                    runner = Thread.currentThread();
                    if (getState() == RUNNING) // recheck after setting thread
                        innerSet(callable.call());  //调用了callable.call()
                    else
                        releaseShared(0); // cancel
                } catch (Throwable ex) {
                    innerSetException(ex);
                }
            }
    
        }
     

      补充一个类Executors.RunnableAdapter,将一个Runnable对象适配成一个Callable对象,显然result为空。所以可以说Runnable是一个没有返回值的Callable。

static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> {
        final Runnable task;
        final T result;
        RunnableAdapter(Runnable  task, T result) {
            this.task = task;
            this.result = result;
        }
        public T call() {
            task.run();
            return result;
        }
    }

 

四.煮鸡蛋代码

package com.zzy.future;

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 CookEgg {

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

		//1.煮鸡蛋
		System.out.println("开始煮鸡蛋");
		FutureTask<Egg> task = new FutureTask<Egg>(new EggCallable());
		ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();
		service.execute(task);
		//2.洗漱8分钟
		Thread.sleep(1000 * 8L);
		System.out.println("洗漱完毕");
		
		System.out.println("鸡蛋煮熟没: " + task.isDone());
		
		System.out.println(task.get().isHasCooked());
	}
}

class EggCallable implements Callable<Egg> {

	@Override
	public Egg call() throws Exception {
		Thread.sleep(1000 * 10L);  //鸡蛋煮10分钟
		return new Egg(true);
	}
	
}

class Egg {
	private boolean hasCooked;
	
	public Egg(boolean hasCooked) {
		this.hasCooked = hasCooked;
	}

	public boolean isHasCooked() {
		return hasCooked;
	}
}

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评论
1 楼 sakajiaofu 2012-11-06  
这里面会有两个线程
一个是主线程,就是让你产生线程池让你启动线程的那个线程
这个线程其实一直都是同步的,没有异步
异步的是你在这个主线程里面产生一个线程池以后,就会产生一个新的线程,就相当于是产生了一个新的分支,这个时候,就使用了异步了
你的主线程里面还可以再产生完线程池以后,继续执行下面的代码,而另一个线程在处理你的逻辑,其实就相当于是有 两条路,一条是主干,一个是分支,主干和分支一起作业,主干可以做事,分支也可以,并且主干里面可以再某一个时刻的时候 通过FutrueTask 来获取到分支里面的内容

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