本篇内容介绍了“如何理解异步编程的Future”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
先聊聊线程池的提交方式
谈到 Future 的时候，我们基本上就会想到线程池，想到它的几种提交方式。
先是最简单的，execute 方式提交，不关心返回值的，直接往线程池里面扔任务就完事：
public class JDKThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) throws Exception { ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(10)); //execute(Runnable command)方法。没有返回值 executor.execute(() -> { System.out.println("关注why技术"); }); Thread.currentThread().join(); } }
可以看一下 execute 方法，接受一个 Runnable 方法，返回类型是 void：
然后是 submit 方法。你知道线程池有几种 submit 方法吗?
虽然你经常用，但是可能你从来没有关心过人家。呸，渣男：
有三种 submit。这三种按照提交任务的类型来算分为两个类型。
-
提交执行 Runnable 类型的任务。
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提交执行 Callable 类型的任务。
但是返回值都是 Future，这才是我们关心的东西。
也许你知道线程池有三种 submit 方法，但是也许你根本不知道里面的任务分为两种类型，你就只知道往线程池里面扔，也不管扔的是什么类型的任务。
我们先看一下 Callable 类型的任务是怎么执行的：
public class JDKThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) throws Exception { ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(10)); Future<String> future = executor.submit(() -> { System.out.println("关注why技术"); return "这次一定！"; }); System.out.println("future的内容:" + future.get()); Thread.currentThread().join(); } }
这里利用 lambda 表达式，直接在任务体里面带上一个返回值，这时你看调用的方法就变成了这个：
运行结果也能拿到任务体里面的返回了。输出结果如下：
好，接下来再说说 submit 的任务为 Runable 类型的情况。
这个时候有两个重载的形式：
标号为 ① 的方法扔进去一个 Runable 的任务，返回一个 Future，而这个返回的 Future ，相当于是返回了一个寂寞。下面我会说到原因。
标号为 ② 的方法扔进去一个 Runable 的任务的同时，再扔进去一个泛型 T ，而巧好返回的 Future 里面的泛型也是 T，那么我们大胆的猜测一下这就是同一个对象。如果是同一个对象，说明我们可以一个对象传到任务体里面去一顿操作，然后通过 Future 再次拿到这个对象的。一会就去验证。
来，先验证标号为 ① 的方法，我为啥说它返回了一个寂寞。
首先，还是先把测试案例放在这里：
public class JDKThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) throws Exception { ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(10)); Future<?> future = executor.submit(() -> { System.out.println("关注why技术"); }); System.out.println("future的内容:" + future.get()); Thread.currentThread().join(); } }
可以看到，确实是调用的标号为 ① 的方法：
同时，我们也可以看到 future.get() 方法的返回值为 null。
你说，这不是返回了一个寂寞是干啥?
当你想用标号为 ① 的方法时，我劝你直接用 execute 方式提交任务。还不需要构建一个寂寞的返回值，徒增无用对象。
接下来，我们看看标号为 ② 的方法是怎么用的：
public class JDKThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) throws Exception { ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(10)); AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(); Future<AtomicInteger> future = executor.submit(() -> { System.out.println("关注why技术"); //在这里进行计算逻辑 atomicInteger.set(5201314); }, atomicInteger); System.out.println("future的内容:" + future.get()); Thread.currentThread().join(); } }
可以看到改造之后，确实是调用了标号为 ② 的方法：
future.get() 方法的输出值也是异步任务中我们经过计算后得出的 5201314。
你看，渣男就是这样，明明不懂你，还非得用甜言蜜语来轰炸你。呸。
好了。综上，线程池的提交方式一共有四种：一种 execute，无返回值。三种 submit，有返回值。
submit 中按照提交任务的类型又分为两种：一个是 Callable，一个是 Runable。
submit 中 Runable 的任务类型又有两个重载方法：一个返回了个寂寞，一个返回了个渣男。哦，不。一个返回了个寂寞，一个返回了个对象。
这个时候就有人要站出来说：你说的不对，你就是瞎说，明明就只有 execute 这一种提交方式。
是的，“只有 execute 这一种提交方式”这一种说法也是没错的。
请看源码：
三种 submit 方法里面调用的都是 execute 方法。
能把前面这些方法娓娓道来，从表面谈到内在的这种人，才是好人。
只有爱你，才会把你研究透。
当然，还有这几种提交方式，用的不多，就不展开说了：
好，上面这些东西捋清楚了之后。我们再聚焦到返回值 Future 上：
从上面的代码我们可以看出，当我们想要返回值的时候，都需要调用下面的这个 get() 方法：
而从这个方法的描述可以看出，这是一个阻塞方法。拿不到值就在那里等着。当然，还有一个带超时时间的 get 方法，等指定时间后就不等了。
呸，渣男。没耐心，这点时间都舍不得等。
总之就是有可能要等的。只要等，那么就是阻塞。只要是阻塞，就是一个假异步。
所以总结一下这种场景下返回的 Future 的不足之处：
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只有主动调用 get 方法去获取值，但是有可能值还没准备好，就阻塞等待。
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任务处理过程中出现异常会把异常隐藏，封装到 Future 里面去，只有调用 get 方法的时候才知道异常了。
写到这里的时候我不禁想起一个形象的例子，我给你举一个。
假设你想约你的女神一起去吃饭。女神嘛，肯定是要先画个美美的妆才会出去逛街的。而女神化妆就可以类比为我们提交的一个异步任务。
假设你是一个小屌丝，那么女神就会对你说：我已经开始化妆了，你到楼下了就给我打电话。
然后你就收拾行头准备出发，这就是你提交异步任务后还可以做一些自己的事情。
你花了一小时到了女神楼下，打电话给她：女神你好，我到你楼下了。
女神说：你先等着吧，我的妆还没画好呢。
于是你开始等待，无尽的等待。这就是不带超时时间的 future.get() 方法。
也有可能你硬气一点，对女神说：我最多再等 24 小时哈，超过 24 小时不下楼，我就走了。
这就是带超时时间的 future.get(timeout，unit) 方法：
结果 24 小时之后，女神还没下来，你就走了。
当然，还有一种情况就是你到楼下给女神打电话，女神说：哎，今天我男神约我出去看电影，就不和你去吃饭了哈。本来我想提前给你说的，但是我又记不起你电话，只有你打过来我才能告诉你。就这样，你自己玩去吧。
这就相当于异步任务执行过程中抛出了异常，而你只有在调用了 get 方法(打电话操作)之后才知道原来异常了。
而真正的异步是你不用等我，我好了我就叫你。
就像女神接到男神的电话时说的：我需要一点时间准备一下，你先玩自己的吧，我一会好了给你打电话。
这让我想起了好莱坞原则：Don't Call Us，We'll Call you!
接下来，让我们见识一下真正的异步。
什么叫真正的：“你先玩自己的，我一会好了叫你。”
Guava 的 Future
女神说的：“好了叫你”。
就是一种回调机制。说到回调，那么我们就需要在异步任务提交之后，注册一个回调函数就行。
Google 提供的 Guava 包里面对 JDK 的 Future 进行了扩展：
新增了一个 addListenter 方法，入参是一个 Runnable 的任务类型和一个线程池。
使用方法，先看代码：
public class JDKThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) throws Exception { ListeningExecutorService executor = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newCachedThreadPool()); ListenableFuture<String> listenableFuture = executor.submit(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-女神：我开始化妆了，好了我叫你。"); TimeUnit.SECONDS.sleep(5); return "化妆完毕了。"; }); listenableFuture.addListener(() -> { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-future的内容:" + listenableFuture.get()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }, executor); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-等女神化妆的时候可以干点自己的事情。"); Thread.currentThread().join(); } }
首先创建线程池的方式变了，需要用 Guava 里面的 MoreExecutors 方法装饰一下：
ListeningExecutorService executor = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newCachedThreadPool());
然后用装饰后的 executor 调用 submit 方法(任意一种)，就会返回 ListenableFuture ，拿到这个 ListenableFuture 之后，我们就可以在上面注册监听：
所以，上面的程序我们调用的是入参为 callable 类型的接口：
从运行结果可以看出来：获取运行结果是在另外的线程里面执行的，完全没有阻塞主线程。
和之前的“假异步”还是有很大区别的。
除了上面的 addListener 方法外，其实我更喜欢用 FutureCallback 的方式。
可以看一下代码，非常的直观：
public class JDKThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) throws Exception { ListeningExecutorService executor = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newCachedThreadPool()); ListenableFuture<String> listenableFuture = executor.submit(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-女神：我开始化妆了，好了我叫你。"); TimeUnit.SECONDS.sleep(5); return "化妆完毕了。"; }); Futures.addCallback(listenableFuture, new FutureCallback<String>() { @Override public void onSuccess(@Nullable String result) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-future的内容:" + result); } @Override public void onFailure(Throwable t) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-女神放你鸽子了。"); t.printStackTrace(); } }); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-等女神化妆的时候可以干点自己的事情。"); Thread.currentThread().join(); } }
有 onSuccess 方法和 onFailure 方法。
上面的程序输出结果为：
如果异步任务执行的时候抛出了异常，比如女神被她的男神约走了，异步任务改成这样：
ListenableFuture<String> listenableFuture = executor.submit(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-女神：我开始化妆了，好了我叫你。"); TimeUnit.SECONDS.sleep(5); throw new Exception("男神约我看电影，就不和你吃饭了。"); });
最终的运行结果就是这样：
是的，女神去看电影了。她一定只是不想吃饭而已。
加强版的Future - CompletableFuture
第一小节讲的 Future 是 JDK 1.5 时代的产物：
经过了这么多年的发展，Doug Lea 在 JDK 1.8 里面引入了新的 CompletableFuture ：
到了 JDK 1.8 时代，这才是真正的异步编程。
CompletableFuture 实现了两个接口，一个是我们熟悉的 Future ，一个是 CompletionStage。
CompletionStage接口，你看这个接口的名称中有一个 Stage ：
可以把这个接口理解为一个任务的某个阶段。所以多个 CompletionStage 链接在一起就是一个任务链。前一个任务完成后，下一个任务就会自动触发。
CompletableFuture 里面的方法非常的多。
由于篇幅原因，我就只演示一个方法：
public class JDKThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) throws Exception { CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-女神：我开始化妆了，好了我叫你。"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(5); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "化妆完毕了。"; }); completableFuture.whenComplete((returnStr, exception) -> { if (exception == null) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + returnStr); } else { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "女神放你鸽子了。"); exception.printStackTrace(); } }); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-等女神化妆的时候可以干点自己的事情。"); Thread.currentThread().join(); } }
该方法的执行结果如下：
我们执行的时候并没有指定用什么线程池，但是从结果可以看到也是异步的执行。
从输出日志中是可以看出端倪的，ForkJoinPool.commonPool() 是其默认使用的线程池。
当然，我们也可以自己指定。
这个方法在很多开源框架里面使用的还是非常的多的。
接下来主要看看 CompletableFuture 对于异常的处理。我觉得非常的优雅。
不需要 try-catch 代码块包裹，也不需要调用 Future.get() 才知道异常了，它提供了一个 handle 方法，可以处理上游异步任务中出现的异常：
public class JDKThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) throws Exception { CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-女神：我开始化妆了，好了我叫你。"); throw new RuntimeException("男神约我看电影了，我们下次再约吧，你是个好人。"); }).handleAsync((result, exception) -> { if (exception != null) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-女神放你鸽子了！"); return exception.getCause(); } else { return result; } }).thenApplyAsync((returnStr) -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-" + returnStr); return returnStr; }); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-等女神化妆的时候可以干点自己的事情。"); Thread.currentThread().join(); } }
由于女神在化妆的时候，接到男神的电话约她看电影，就只能放你鸽子了。
所以，上面程序的输出结果如下：
如果，你顺利把女神约出来了，是这样的：
“如何理解异步编程的Future”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注本站网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！
