Future介绍

对于任务的并行化需求，有些人认为直接通过多线程实现就可以，但是对于多线程，我们在执行的时候会考虑执行顺序问题，还需要接收执行返回的结果，如果等待多个并行任务执行完成后，还需要对任务的结果进行合并，实现多线程的方法有三种：继承Thread类，实现Runnable接口和实现Callable接口。我们在执行的时候会考虑任务的执行顺序，需要等待多个任务执行完成然后合并结果，这其中就会导致下面的问题产生：

控制线程的执行顺序，通过join()等待线程结束，但是采用join()的话，会造成阻塞式调用，影响执行的性能，并不能提高并行的执行速率，不过也可以采用wait(),notify(),notifyAll()来实现，这样的话，实现的过程比较复杂，对开发的入门条件比较高，考虑的问题比较多，容易产生bug
线程执行完成后，需要收集每个任务的执行结果，由于线程之间的数据安全性，我们就会用到共享变量或线程间的通信等方式来获取执行的结果，这样的话实现结果也比较复杂

为了降低并行编程的难度，Java5推出了Future，就是用于构建复杂并行操作，内部在返回时，不是直接返回数据结果，如图示返回Future对象，通过Future对象来获取结果其本质是在执行主业务的同时，异步的执行其他分业务，从而利用原本需要同步执行时的等待时间去执行其他的业务，当需要获取其结果时，再进行获取。 Java官方的描述：

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。只有在计算完成后才可以使用get方法检索结果，必要时将其阻塞，直到准备就绪为止。取消通过cancel方法执行。提供了其他方法来确定任务是正常完成还是被取消。一旦计算完成，就不能取消计算。

Future接口

在Future接口中，提供了五个接口方法

boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

取消任务, 取消成功返回true；入参mayInterruptIfRunning表示是否允许取消正在执行中的任务

boolean isCancelled();

是否取消任务：返回布尔值，代表是否取消成功

boolean isDone();

是否执行完毕：返回布尔值，代表是否执行完毕

V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

获取执行结果：返回Future对象，获取执行结果，如果任务没有完成会阻塞到任务完成再返回

V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

获取执行结果并设置超时时间，如果超时则抛出TimeoutException

Future应用

Future应用的时候通常会结合ExecutorService来执行，有线程池来开启一个线程执行Future任务

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
futureA = executor.submit((Callable) () -> getLikeCount());
futureB = executor.submit((Callable) () -> getWatchCount());
futureC = executor.submit((Callable) () -> getForwardCount());
report(futureA, futureB, futureC);

执行结果：

main
pool-1-thread-1
pool-1-thread-3
pool-1-thread-2
main
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由执行的结果可以看出，三个Future任务采用了三个线程来分别执行，然后生成报表的方法在主线程中完成

在执行的过程中，既有可能将并行变为串行，在最后等待结果的时候，由于其中一个任务某种原因，一直没有返回结果，则future.get()会一直等待任务的结果，咋成后续的逻辑一直无法执行下去，则造成了串行化直接的结果，并没有达到串行的目的。对于这种get一直没有结果返回的情况，我们可以采取get 的另外一个方法，传入等待的时长，如果执行超时就抛出异常，处理异常不阻塞后续的执行流程。对于Future来说，它能够支持任务并发执行，对于任务结果的获取顺序是按照提交的顺序获取，在使用的过程中建议通过CPU高速轮询的方式获取任务结果，但这种方式比较耗费资源。不建议使用。

FutureTask类

为了整合Fucture和Runable各自的优势，官方在java.util.concurrent包中提供了一个接口RunnableFuture

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    void run();
}

针对RunnableFuture 接口的实现，官方提供了类：FutureTask类实现，这样任务可以像Future一样交给Executor执行，也可以直接由Runnable中的run执行。其出现的初衷就是为了弥补Thread的不足。

FutureTask使用：

//创建线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

List<FutureTask<Integer>> taskList = new ArrayList<>();
taskList.add(new FutureTask<>(() -> getLikeCount()));
taskList.add(new FutureTask<>(() -> getWatchCount()));
taskList.add(new FutureTask<>(() -> getForwardCount()));

//将任务提交给线程池执行
taskList.forEach(item -> executorService.submit(item));

//遍历获取结果
for (FutureTask<Integer> futureTask : taskList) {
    //FutureTask的get方法会自动阻塞,直到获取计算结果为止
    futureTask.get();
}

在实际中FutureTask用的比较少，那是由于获取结果的顺序无法确定，当像Executor提交多个任务并且获取执行完成的结果时，需要循环获取task，然后调用get方法来获取任务的执行结果，但是这样又有老问题存在了：当某个任务执行比较耗时，会将线程阻塞，直到task任务执行完成，也会将并行变成串行。

为了解决Future和FutureTask的问题，Java5还提出了：CompletableFuture这个算是比较好的解决方案，CompletionService的具体使用及原理过程，请关注博主的其他文章，反正这个用了大家都说好。

异步编程Future接口｜8月更文挑战

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FutureTask类