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FutureTask的用法及兩種常用的使用場景

轉自:https://blog.csdn.net/linchunquan/article/details/22382487

FutureTask可用於非同步獲取執行結果或取消執行任務的場景。通過傳入Runnable或者Callable的任務給FutureTask,直接呼叫其run方法或者放入執行緒池執行,之後可以在外部通過FutureTask的get方法非同步獲取執行結果,因此,FutureTask非常適合用於耗時的計算,主執行緒可以在完成自己的任務後,再去獲取結果。另外,FutureTask還可以確保即使呼叫了多次run方法,它都只會執行一次Runnable或者Callable任務,或者通過cancel取消FutureTask的執行等。

1. FutureTask執行多工計算的使用場景

利用FutureTask和ExecutorService,可以用多執行緒的方式提交計算任務,主執行緒繼續執行其他任務,當主執行緒需要子執行緒的計算結果時,在非同步獲取子執行緒的執行結果。

  1. package futuretask;  
  2. import java.util.ArrayList;  
  3. import java.util.List;  
  4. import java.util.concurrent.Callable;  
  5. import java.util.concurrent.ExecutionException;  
  6. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
  7. import java.util.concurrent.Executors;  
  8. import java.util.concurrent.FutureTask;  
  9. publicclass FutureTaskForMultiCompute {  
  10.     publicstaticvoid main(String[] args) {  
  11.         FutureTaskForMultiCompute inst=new FutureTaskForMultiCompute();  
  12.         // 建立任務集合
  13.         List<FutureTask<Integer>> taskList = new
     ArrayList<FutureTask<Integer>>();  
  14.         // 建立執行緒池
  15.         ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(5);  
  16.         for (int i = 0; i < 10; i++) {  
  17.             // 傳入Callable物件建立FutureTask物件
  18.             FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(inst.new ComputeTask(i, ""+i));  
  19.             taskList.add(ft);  
  20.             // 提交給執行緒池執行任務,也可以通過exec.invokeAll(taskList)一次性提交所有任務;
  21.             exec.submit(ft);  
  22.         }  
  23.         System.out.println("所有計算任務提交完畢, 主執行緒接著幹其他事情!");  
  24.         // 開始統計各計算執行緒計算結果
  25.         Integer totalResult = 0;  
  26.         for (FutureTask<Integer> ft : taskList) {  
  27.             try {  
  28.                 //FutureTask的get方法會自動阻塞,直到獲取計算結果為止
  29.                 totalResult = totalResult + ft.get();  
  30.             } catch (InterruptedException e) {  
  31.                 e.printStackTrace();  
  32.             } catch (ExecutionException e) {  
  33.                 e.printStackTrace();  
  34.             }  
  35.         }  
  36.         // 關閉執行緒池
  37.         exec.shutdown();  
  38.         System.out.println("多工計算後的總結果是:" + totalResult);  
  39.     }  
  40.     privateclass ComputeTask implements Callable<Integer> {  
  41.         private Integer result = 0;  
  42.         private String taskName = "";  
  43.         public ComputeTask(Integer iniResult, String taskName){  
  44.             result = iniResult;  
  45.             this.taskName = taskName;  
  46.             System.out.println("生成子執行緒計算任務: "+taskName);  
  47.         }  
  48.         public String getTaskName(){  
  49.             returnthis.taskName;  
  50.         }  
  51.         @Override
  52.         public Integer call() throws Exception {  
  53.             // TODO Auto-generated method stub
  54.             for (int i = 0; i < 100; i++) {  
  55.                 result =+ i;  
  56.             }  
  57.             // 休眠5秒鐘,觀察主執行緒行為,預期的結果是主執行緒會繼續執行,到要取得FutureTask的結果是等待直至完成。
  58.             Thread.sleep(5000);  
  59.             System.out.println("子執行緒計算任務: "+taskName+" 執行完成!");  
  60.             return result;  
  61.         }  
  62.     }  
  63. }  

2. FutureTask在高併發環境下確保任務只執行一次

在很多高併發的環境下,往往我們只需要某些任務只執行一次。這種使用情景FutureTask的特性恰能勝任。舉一個例子,假設有一個帶key的連線池,當key存在時,即直接返回key對應的物件;當key不存在時,則建立連線。對於這樣的應用場景,通常採用的方法為使用一個Map物件來儲存key和連線池對應的對應關係,典型的程式碼如下面所示:

  1. private Map<String, Connection> connectionPool = new HashMap<String, Connection>();  
  2. private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();  
  3. public Connection getConnection(String key){  
  4.     try{  
  5.         lock.lock();  
  6.         if(connectionPool.containsKey(key)){  
  7.             return connectionPool.get(key);  
  8.         }  
  9.         else{  
  10.             //建立 Connection
  11.             Connection conn = createConnection();  
  12.             connectionPool.put(key, conn);  
  13.             return conn;  
  14.         }  
  15.     }  
  16.     finally{  
  17.         lock.unlock();  
  18.     }  
  19. }  
  20. //建立Connection
  21. private Connection createConnection(){  
  22.     returnnull;  
  23. }  

在上面的例子中,我們通過加鎖確保高併發環境下的執行緒安全,也確保了connection只建立一次,然而確犧牲了效能。改用ConcurrentHash的情況下,幾乎可以避免加鎖的操作,效能大大提高,但是在高併發的情況下有可能出現Connection被建立多次的現象。這時最需要解決的問題就是當key不存在時,建立Connection的動作能放在connectionPool之後執行,這正是FutureTask發揮作用的時機,基於ConcurrentHashMap和FutureTask的改造程式碼如下:
  1. private ConcurrentHashMap<String,FutureTask<Connection>>connectionPool = new ConcurrentHashMap<String, FutureTask<Connection>>();  
  2. public Connection getConnection(String key) throws Exception{  
  3.     FutureTask<Connection>connectionTask=connectionPool.get(key);  
  4.     if(connectionTask!=null){  
  5.         return connectionTask.get();  
  6.     }  
  7.     else{  
  8.         Callable<Connection> callable = new Callable<Connection>(){  
  9.             @Override
  10.             public Connection call() throws Exception {  
  11.                 // TODO Auto-generated method stub
  12.                 return createConnection();  
  13.             }  
  14.         };  
  15.         FutureTask<Connection>newTask = new FutureTask<Connection>(callable);  
  16.         connectionTask = connectionPool.putIfAbsent(key, newTask);  
  17.         if(connectionTask==null){  
  18.             connectionTask = newTask;  
  19.             connectionTask.run();  
  20.         }  
  21.         return connectionTask.get();  
  22.     }  
  23. }