Java并发编程—java异步Future的迭代过程

        在我们java多线程中，我想做一件事儿，但是我又不想影响主线程的执行，很多铁子都会想到用异步任务完成，这个时候我们的主角FutureTask就登场了。

🍏 一、FutureTask介绍

        FutureTask提供了对Future的基本实现，是一个可取消的异步计算，可以调用方法去开始和取消一个计算，可以查询计算是否完成并且获取计算结果。只有当计算完成时才能获取到计算结果，一旦计算完成，计算将不能被重启或者被取消，除非调用runAndReset方法。同时他也实现了Runnable接口，因此FutureTask交由Executor执行，可以直接用线程调用执行；

🍄 FutureTask类的架构图：

🍏 二、Future和Callable接口

        先给大家介绍2个新的接口，Future可以理解成是一个规范，FutureTask是实现了它，而Callable是需要用到的参数类型

        🍄 1、Future接口定义了操作异步任务执行一些方法，如获取异步任务的执行结果、取消任务的执行、判断任务是否被取消、判断任务是否执行完毕等。

       🍄  2、Callable接口中定义了需要有返回的任务需要实现的方法。比如主线程让一个子线程去执行任务，子线程可能比较耗时，启动子线程开始执行任务后，主线程就去做其他事情了，过一会儿才去获取子任务的执行结果；

🍏 三、简单案例

        🍨 1、了解了上面的2个接口后，这里我们去做一个案例，我要创建一个异步任务然后进行异步计算，要求返回一个计算值，且主线程继续执行，不会因为子线程的业务影响到主线程；

        //1、创建一个异步任务 传递一个Callable的接口的参数，5秒后返回一个1024
        //使用的是函数式编程，这里的参数就是Callable类型的
        FutureTask task = new FutureTask<>(() -> {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            return 1024;
        });
        //2、创建一个线程，把异步任务丢进去
        new Thread(task, "t1").start();
        //3、主线程继续执行
        System.out.println("程序运行执行业务中...");
        //4、获取异步任务里面的返回值
        System.out.println(task.get());
        //5、结束提醒
        System.out.println("运行结束...");

        🍨 2、上面注释说到了这个参数就是Callable类型的，这个可以从FutureTask的构造方法得到，所以这也是上面为啥要先介绍一下的原因：

 public FutureTask(Callable callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }

       🍨 3、上面的案例我们看一下效果，在控制台里面，主程序执行业务输出语句并没有因为子线程的执行而延迟；

        🍨 4、但是，发现了一个问题，“运行结束...”这一句话是在1024输出后才输出的，所以从某种意义上造成了阻塞的现象出现，这和我们说到的高并发就相违背了。在这里的解决办法，就是将子线程的值输出这句代码放到最后进行执行，能治标不治本的解决阻塞问题，代码如下：

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {
        //1、创建一个异步任务
        FutureTask task = new FutureTask<>(() -> {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            return 1024;
        });
        //2、创建一个线程，把异步任务丢进去
        new Thread(task, "t1").start();
        //3、主线程继续执行
        System.out.println("程序运行执行业务中...");
 
        //5、结束提醒
        System.out.println("运行结束...");
        //4、获取异步任务里面的返回值
        System.out.println(task.get());
    }

        🍨 5、那么出现了一个新问题，我这个主程序需要异步的这个子任务执行完成后才能结束，举个例子：铁子们在工作中调用其他程序的api，是这样等他无限的执行业务，然后获取值再做自己的业务吗，比如我这里是5s，我就必须等它5s，最终因为工作没完成，或者效率低下，岂不是只有自己背着包包走人了，所以，我们想控制一下这个时间，在规定时间范围内，等他响应该怎么用呢，解决办法如下：

System.out.println(task.get());
//用下面的代码替换上面get()
System.out.println(task.get(2,TimeUnit.SECONDS));

        🍨 6、通过替换，可以发现会报错，这个是因为规定时间内，子线程没返回数据，那肯定不是咱们主线程的问题了；

综上：在这个简单的案例中，模拟了异步操作一些耗时的业务，同时不影响主业务的进行，相信很多铁子是看懂了怎么使用异步方法，但是也有一些铁子会有疑惑，在高并发中不允许有阻塞的，那么这个阻塞该怎么解决呢。。。

🍏 四、阻塞的替代：

       🚗 给大家传播一个概念，在高并发开发中，是几乎不允许阻塞出现的，如果出现了，请用轮询去代替这个问题；

        在上面的案例中，用轮询代替阻塞现象的解决办法如下：

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {
 
        //1、创建一个异步任务
        FutureTask task = new FutureTask<>(() -> {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            return 1024;
        });
        //2、创建一个线程，把异步任务丢进去
        new Thread(task, "t1").start();
        //3、主线程继续执行
        System.out.println("程序运行中...");
        //获取异步任务里面的返回值
//        System.out.println(task.get());
//        System.out.println(task.get(2,TimeUnit.SECONDS));
        //轮询获取
        while (true) {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            if (task.isDone()) {
                System.out.println(task.get());
                break;
            } else {
                System.out.println("GGG");
            }
        }
        //结束提醒
        System.out.println("运行结束...");
 
    }

🚗 在这个案例中，有FutureTask里面的isDone（）作为轮询使用，能勉强解决一点点问题，但是，这还不是我们想要的一个效果

🍕 比如我还想完成一些复杂的任务：

1、应对异步任务的完成时间，我希望它完成了可以告诉我，也就是我们常说的回调通知

2、将2个或者多个异步计算合成一个异步计算，这几个异步计算相互独立，同时第二个又依赖于第一个的结果

3、当Future集合中某个任务最快结束时，返回结果。

......

可想而知，在这个FutureTask里面就显得吃力了，那么该用一个什么样的方式去解决Future带给大家的困扰呢，也就是对Future的一个改进，我们该如何去改进，这个问题就留到下一篇文章给大家分享了，本篇只讲初始的异步应用，想看进阶的应用请移步：

Java并发编程—CompletableFuture的介绍和使用_小魏快起床的博客-CSDN博客

🍏 六、总结：

🚗 1、分开的子任务分开执行互不干扰可以用FutureTask执行，get()方法获取子任务的值建议放到最后；

🚗 2、Future的缺点：会有阻塞的现象出现,主要是调用了get()方法；

🚗 3、对get()优化是给get()添加等待时间，例如get(2,TimeUnit.SECONDS)；

🚗 4、高并发中出现了阻塞现象请用轮询解决；

🚗 5、更深的应用场景Future会比较吃力，所以会用到CompletableFuture这个类