FutureTask可用于异步获取执行结果或取消执行任务的场景。通过传入Runnable或者Callable的任务给FutureTask,直接调用其run方法或者放入线程池执行,之后可以在外部通过FutureTask的get方法异步获取执行结果,因此,FutureTask非常适合用于耗时的计算,主线程可以在完成自己的任务后,再去获取结果。另外,FutureTask还可以确保即使调用了多次run方法,它都只会执行一次Runnable或者Callable任务,或者通过cancel取消FutureTask的执行等。
1. FutureTask执行多任务计算的使用场景
利用FutureTask和ExecutorService,可以用多线程的方式提交计算任务,主线程继续执行其他任务,当主线程需要子线程的计算结果时,在异步获取子线程的执行结果。
1 packagefuturetask;2
3 importjava.util.ArrayList;4 importjava.util.List;5 importjava.util.concurrent.Callable;6 importjava.util.concurrent.ExecutionException;7 importjava.util.concurrent.ExecutorService;8 importjava.util.concurrent.Executors;9 importjava.util.concurrent.FutureTask;10
11 public classFutureTaskForMultiCompute {12
13 public static voidmain(String[] args) {14
15 FutureTaskForMultiCompute inst=newFutureTaskForMultiCompute();16 //创建任务集合
17 List> taskList = new ArrayList>();18 //创建线程池
19 ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(5);20 for (int i = 0; i < 10; i++) {21 //传入Callable对象创建FutureTask对象
22 FutureTask ft = new FutureTask(inst.new ComputeTask(i, ""+i));23 taskList.add(ft);24 //提交给线程池执行任务,也可以通过exec.invokeAll(taskList)一次性提交所有任务;
25 exec.submit(ft);26 }27
28 System.out.println("所有计算任务提交完毕, 主线程接着干其他事情!");29
30 //开始统计各计算线程计算结果
31 Integer totalResult = 0;32 for (FutureTaskft : taskList) {33 try{34 //FutureTask的get方法会自动阻塞,直到获取计算结果为止
35 totalResult = totalResult +ft.get();36 } catch(InterruptedException e) {37 e.printStackTrace();38 } catch(ExecutionException e) {39 e.printStackTrace();40 }41 }42
43 //关闭线程池
44 exec.shutdown();45 System.out.println("多任务计算后的总结果是:" +totalResult);46
47 }48
49 private class ComputeTask implements Callable{50
51 private Integer result = 0;52 private String taskName = "";53
54 publicComputeTask(Integer iniResult, String taskName){55 result =iniResult;56 this.taskName =taskName;57 System.out.println("生成子线程计算任务: "+taskName);58 }59
60 publicString getTaskName(){61 return this.taskName;62 }63
64 @Override65 public Integer call() throwsException {66 //TODO Auto-generated method stub
67
68 for (int i = 0; i < 100; i++) {69 result =+i;70 }71 //休眠5秒钟,观察主线程行为,预期的结果是主线程会继续执行,到要取得FutureTask的结果是等待直至完成。
72 Thread.sleep(5000);73 System.out.println("子线程计算任务: "+taskName+" 执行完成!");74 returnresult;75 }76 }77 }
2. FutureTask在高并发环境下确保任务只执行一次
在很多高并发的环境下,往往我们只需要某些任务只执行一次。这种使用情景FutureTask的特性恰能胜任。举一个例子,假设有一个带key的连接池,当key存在时,即直接返回key对应的对象;当key不存在时,则创建连接。对于这样的应用场景,通常采用的方法为使用一个Map对象来存储key和连接池对应的对应关系,典型的代码如下面所示:
1 private Map connectionPool = new HashMap();2 private ReentrantLock lock = newReentrantLock();3
4 publicConnection getConnection(String key){5 try{6 lock.lock();7 if(connectionPool.containsKey(key)){8 returnconnectionPool.get(key);9 }10 else{11 //创建 Connection
12 Connection conn =createConnection();13 connectionPool.put(key, conn);14 returnconn;15 }16 }17 finally{18 lock.unlock();19 }20 }21
22 //创建Connection
23 privateConnection createConnection(){24 return null;25 }
在上面的例子中,我们通过加锁确保高并发环境下的线程安全,也确保了connection只创建一次,然而确牺牲了性能。改用ConcurrentHash的情况下,几乎可以避免加锁的操作,性能大大提高,但是在高并发的情况下有可能出现Connection被创建多次的现象。这时最需要解决的问题就是当key不存在时,创建Connection的动作能放在connectionPool之后执行,这正是FutureTask发挥作用的时机,基于ConcurrentHashMap和FutureTask的改造代码如下:
1 private ConcurrentHashMap>connectionPool = new ConcurrentHashMap>();2
3 public Connection getConnection(String key) throwsException{4 FutureTaskconnectionTask=connectionPool.get(key);5 if(connectionTask!=null){6 returnconnectionTask.get();7 }8 else{9 Callable callable = new Callable(){10 @Override11 public Connection call() throwsException {12 //TODO Auto-generated method stub
13 returncreateConnection();14 }15 };16 FutureTasknewTask = new FutureTask(callable);17 connectionTask =connectionPool.putIfAbsent(key, newTask);18 if(connectionTask==null){19 connectionTask =newTask;20 connectionTask.run();21 }22 returnconnectionTask.get();23 }24 }25
26 //创建Connection
27 privateConnection createConnection(){28 return null;29 }