Java进阶篇--线程池之FutureTask

目录

FutureTask简介

FutureTask的基本使用

FutureTask的应用场景

---

FutureTask简介

FutureTask是Java中的一个类，用于表示可获取结果的异步任务。它实现了java.util.concurrent.Future接口，提供了启动和取消异步任务、查询任务是否已完成以及获取最终结果的方法。通过调用get()方法可以获取异步任务的结果，但会阻塞当前线程直至任务执行结束。一旦任务执行结束，任务不能重新启动或取消，除非调用runAndReset()方法。在FutureTask的源码中定义了多种状态，包括

private static final int NEW          = 0;
private static final int COMPLETING   = 1;
private static final int NORMAL       = 2;
private static final int EXCEPTIONAL  = 3;
private static final int CANCELLED    = 4;
private static final int INTERRUPTING = 5;
private static final int INTERRUPTED  = 6;

根据FutureTask.run()方法的执行的时机，FutureTask分为了3种状态：

1、未启动状态：指的是在创建FutureTask后，但尚未执行FutureTask.run()方法之前，FutureTask处于未启动状态。

2、已启动状态：指的是FutureTask.run()方法正在被执行的过程中，此时FutureTask处于已启动状态。

3、已完成状态：包括了三种情况：

• FutureTask.run()方法执行结束；
• 调用FutureTask.cancel(…)方法取消任务；
• 在执行任务期间抛出异常。

以上三种情况都属于FutureTask的已完成状态。

对于FutureTask的get()方法和cancel()方法，它们在不同状态下的行为总结如下：

1、get方法：

• 当FutureTask处于未启动或已启动状态时，执行FutureTask.get()方法将导致调用线程阻塞，直到任务执行完成并返回结果。
• 如果FutureTask处于已完成状态，调用FutureTask.get()方法将立即返回结果或者抛出异常。

2、cancel方法：

• 当FutureTask处于未启动状态时，执行FutureTask.cancel()方法将任务标记为已取消，但不会影响当前未启动的任务。
• 当FutureTask处于已启动状态时，执行FutureTask.cancel(true)方法将以中断线程的方式来阻止任务继续进行，如果执行FutureTask.cancel(false)将不会对正在执行任务的线程有任何影响，任务会继续执行直至结束。
• 当FutureTask处于已完成状态时，执行FutureTask.cancel(…)方法将返回false，表示无法取消已经完成的任务。

FutureTask的基本使用

FutureTask除了实现了Future接口，还实现了Runnable接口，这使得它既可以作为一个异步任务，也可以作为一个可执行的任务被线程执行。因此，它可以交给Executor执行，也可以由调用的线程直接执行（FutureTask.run()）。另外，通过ExecutorService的submit()方法也可以返回一个FutureTask对象，然后可以通过FutureTask.get()或者FutureTask.cancel方法获取结果或取消任务的执行。

以下是一个简单的示例，演示了如何使用FutureTask来实现多线程任务的协调和管理，

import java.util.concurrent.*;
 
public class main {
 
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个FutureTask对象
        FutureTask futureTask = new FutureTask<>(() -> {
            // 模拟一个耗时的任务，这里使用Thread.sleep来模拟
            Thread.sleep(2000);
            return 42; // 返回结果
        });
 
        // 创建一个线程池
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
 
        // 使用线程池执行FutureTask
        executor.execute(futureTask);
 
        // 在主线程中可以做一些其他的事情
 
        try {
            // 获取FutureTask的结果，如果任务还未完成，则会阻塞当前线程直到任务完成
            int result = futureTask.get();
            System.out.println("任务执行结果：" + result);
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
 
        // 关闭线程池
        executor.shutdown();
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个FutureTask对象来执行一个耗时的任务，然后将它交给线程池来执行。在主线程中，我们可以做一些其他的事情，然后通过futureTask.get()方法来获取任务的执行结果。如果任务还未完成，get()方法会阻塞当前线程直到任务完成。

这个示例展示了如何使用FutureTask来实现异步任务的执行和结果获取，同时也展示了使用ExecutorService来执行线程任务，并在任务完成后关闭线程池。

FutureTask的应用场景

在实际应用中，FutureTask通常用于以下场景：

• 需要等待其他线程执行完毕后再继续执行：通过FutureTask可以将需要等待的任务封装起来，然后在需要等待的地方调用其get()方法，当前线程就会阻塞，直到任务执行完毕并返回结果。
• 多个线程执行同一个任务的控制：可以使用FutureTask来保证多个线程对同一个任务的执行是有序的，例如只允许一个线程执行任务，其他线程需要等待任务执行完毕后才能继续。

总的来说，FutureTask提供了一种方便的方式来管理异步任务的执行和获取结果，同时也可以用于多线程任务的协调与控制。当需要在多线程环境下进行任务调度和管理时，FutureTask是一个非常有用的工具。