目标

通过与方法的同步调用,异步回调比较,理解 Future 模式

三者的不同

让我们先来明确一下同步与异步的不同。我们这里所说的同步和异步,仅局限在方法的同步调用和异步回调中。即,同步指的是调用一个方法,调用方要等待该方法所执行的任务完全执行完毕,然后控制权回到调用方;异步指的是调用一个方法,调用方不等该方法执行的任务完毕就返回,当任务执行完毕时会自动执行调用方传入的一块代码。

同步调用

void runTask {
  doTask1()
  doTask2()
}

同步调用,执行完 doTask1 在执行 doTask2

异步回调

doTask1(new Callback() {
  void call() {
    doTask3()
  }
});
doTask2();

异步回调,会先后执行 doTask1 和 doTask2, 在执行完 doTask1 后执行 doTask3

Future 模式

Future future = doTask1();
doTask2();
doTask3();
Result result = future.get();

我们可以看到,Future 模式中,一个任务的启动和获取结果分成了两部分,启动执行是异步的,调用后立马返回,调用者可以继续做其他的任务,而等到其他任务做完,再获取Future的结果,此时调用 get 时是同步的,也就是说如果 doTask1 如果还没有做完,等它做完。

适用情景

我们根据前面的例子可以看出,同步调用适合执行耗时短的任务。
异步回调适合执行耗时长的任务
Future 同样适合执行长的任务,它与回调的不同在于 get() 会阻塞等待,它的结果可能与调用后执行的任务有关系。比如,在烧水的过程中洗刷水壶,最后两者都完了才能泡茶。

Future模式的 Java 实现

Java 的并发库实现了 Future 模式,它定义了 Future 接口:

public interface Future<V> {
    boolean cancel(boolean var1);

    boolean isCancelled();

    boolean isDone();

    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

    V get(long var1, TimeUnit var3) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

我们通过它取消任务的执行,判断是否取消和是否完成,获取结果。

Java 库还实现了一个 FutureTask, 它实现了 RunnableFuture(它继承了 Runnable 和 Future)。于是我们就可以用 Executor 来执行这个任务了。

FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {

    }
}, "hello");
Executors.newSingleThreadExecutor().execute(futureTask);

... 其他任务

try {
    String result = futureTask.get();
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
    e.printStackTrace();
}

总结

  1. 同步调用,调用方掌握控制权
  2. 异步回调,调用方放权,从而可以实现并行处理任务
  3. Future 模式,则是控制权和平行处理的折中