Java Future 教程

Java Future 教程展示了如何使用 Future 在 Java 中进行异步编程。

Future表示异步计算的结果。 提供了一些方法来检查计算是否完成，等待其完成以及检索计算结果。 简而言之，一旦某个操作完成，就有望保留该操作的结果。 Future是 Java 5 中引入的。

该值是使用get()从将来检索的，该值将阻塞直到值准备就绪。

FutureTask类是实现Runnable的Future的实现，因此可以由Executor执行。

期货有几个缺点。 例如，它们无法手动完成，并且它们不会在完成时通知。 期货不能被链接和组合。 另外，没有异常处理。 为了解决此缺点，Java 8 引入了CompletableFuture。

Java Future 示例

以下示例使用期货来计算阶乘。

com/zetcode/FactorialCalculator.java

package com.zetcode;

import java.math.BigInteger;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class FactorialCalculator implements Callable<BigInteger> {

    private int value;

    public FactorialCalculator(int value) {

        this.value = value;
    }

    @Override
    public BigInteger call() throws Exception {

        var result = BigInteger.valueOf(1);

        if (value == 0 || value == 1) {

            result = BigInteger.valueOf(1);
        } else {

            for (int i = 2; i <= value; i++) {

                result = result.multiply(BigInteger.valueOf(i));
            }
        }

        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);

        return result;
    }
}

FactorialCalculator使用BigInteger计算阶乘。

public class FactorialCalculator implements Callable<BigInteger> {

FactorialCalculator实现了Callable。 Callable代表返回结果的异步任务。 在我们的例子中，结果是计算的阶乘。

TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1500);

我们稍微减慢了计算速度。

com/zetcode/JavaFutureEx.java

package com.zetcode;

import java.math.BigInteger;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

public class JavaFutureEx {

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

        var executor = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(2);

        List<Map<Integer, Future<BigInteger>>> resultList = new ArrayList<>();

        var random = new Random();

        for (int i = 0; i < 6; i++) {

            int number = random.nextInt(100) + 10;
            var factorialCalculator = new FactorialCalculator(number);

            Map<Integer, Future<BigInteger>> result = new HashMap<>();
            result.put(number, executor.submit(factorialCalculator));
            resultList.add(result);
        }

        for (Map<Integer, Future<BigInteger>> pair : resultList) {

            var optional = pair.keySet().stream().findFirst();

            if (!optional.isPresent()) {
                return;
            }

            var key = optional.get();

            System.out.printf("Value is: %d%n", key);

            var future = pair.get(key);
            var result = future.get();
            var isDone = future.isDone();

            System.out.printf("Result is %d%n", result);
            System.out.printf("Task done: %b%n", isDone);
            System.out.println("--------------------");
        }

        executor.shutdown();
    }
}

我们生成六个随机整数并计算它们的阶乘。

var executor = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(2);

执行程序服务处理异步任务的生命周期。 它的submit()可以接受Runnable和Callable对象。

var factorialCalculator = new FactorialCalculator(number);

创建一个FactorialCalculator任务。 它将异步运行。

Map<Integer, Future<BigInteger>> result = new HashMap<>();
result.put(number, executor.submit(factorialCalculator));
resultList.add(result);

我们将任务提交给执行者。 我们将整数值和期货放置在映射上，以便手边有值和计算出的阶乘。

for (Map<Integer, Future<BigInteger>> pair : resultList) {

我们浏览结果列表。 请注意，期货在计算其价值之前会迅速返回。

var optional = pair.keySet().stream().findFirst();

if (!optional.isPresent()) {
    return;
}

var key = optional.get();

我们得到了一对的钥匙。

var future = pair.get(key);
var result = future.get();

使用钥匙，我们将拥有未来。 当我们调用get()时，处理被阻塞，直到检索到该值为止。

Value is: 39
Result is 20397882081197443358640281739902897356800000000
Task done: true
--------------------
Value is: 99
Result is 933262154439441526816992388562667004907159682643816214685929638952175999932299156089414639761565182862536979208272237582511852109168640000000000000000000000
Task done: true
--------------------
Value is: 39
Result is 20397882081197443358640281739902897356800000000
Task done: true
--------------------
Value is: 102
Result is 961446671503512660926865558697259548455355905059659464369444714048531715130254590603314961882364451384985595980362059157503710042865532928000000000000000000000000
Task done: true
--------------------
Value is: 12
Result is 479001600
Task done: true
--------------------
Value is: 49
Result is 608281864034267560872252163321295376887552831379210240000000000
Task done: true
--------------------

这是一个示例输出。