出自[Java多線程編程中Future模式的詳解](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017) [TOC=1,2] [Java](http://lib.csdn.net/base/javase "Java SE知識庫")多線程編程中，常用的多線程設計模式包括：Future模式、Master-Worker模式、Guarded Suspeionsion模式、不變模式和生產者-消費者模式等。這篇文章主要講述Future模式，關于其他多線程設計模式的地址如下： 關于其他多線程設計模式的地址如下： 關于Master-Worker模式的詳解：[?Java多線程編程中Master-Worker模式的詳解](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048005) 關于Guarded Suspeionsion模式的詳解：[?Java多線程編程中Guarded Suspeionsion模式的詳解](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41047999) 關于不變模式的詳解：[?Java多線程編程中不變模式的詳解](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41047979) 關于生產者-消費者模式的詳解：[生產者-消費者模式Java詳解](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41044257) # 1\. Future模式核心思想 Future模式的核心在于：去除了主函數的等待時間，并使得原本需要等待的時間段可以用于處理其他業務邏輯（根據《Java程序性能優化》）。 Future模式有點類似于商品訂單。在網上購物時，提交訂單后，在收貨的這段時間里無需一直在家里等候，可以先干別的事情。類推到程序設計中時，當提交請求時，期望得到答復時，如果這個答復可能很慢。傳統的時一直等待到這個答復收到時再去做別的事情，但如果利用Future設計模式就無需等待答復的到來，在等待答復的過程中可以干其他事情。 例如如下的請求調用過程時序圖。當call請求發出時，需要很長的時間才能返回。左邊的圖需要一直等待，等返回數據后才能繼續其他操作；而右邊的Future模式的圖中客戶端則無需等到可以做其他的事情。服務器段接收到請求后立即返回結果給客戶端，這個結果并不是真實的結果（是虛擬的結果），也就是先獲得一個假數據，然后執行其他操作。  # 2\. Future模式Java實現 **Client的實現** Client主要完成的功能包括：1\. 返回一個FutureData；2.開啟一個線程用于構造RealData。** ** **[cpp]**?[view plain](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "view plain")?[copy](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "copy") 1. public?class?Client?{?? 2. ????public?Data?request(final?String?string)?{?? 3. ????????final?FutureData?futureData?=?new?FutureData();?? 4. ?????????? 5. ????????new?Thread(new?Runnable()?{?? 6. ????????????@Override?? 7. ????????????public?void?run()?{?? 8. ????????????????//RealData的構建很慢，所以放在單獨的線程中運行?? 9. ????????????????RealData?realData?=?new?RealData(string);?? 10. ????????????????futureData.setRealData(realData);?? 11. ????????????}?? 12. ????????}).start();?? 13. ?????????? 14. ????????return?futureData;?//先直接返回FutureData?? 15. ????}?? 16. }?? **Data的實現** 無論是FutureData還是RealData都實現該接口。** ** **[java]**?[view plain](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "view plain")?[copy](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "copy") 1. public?interface?Data?{?? 2. ????String?getResult()?throws?InterruptedException;?? 3. }?? **FutureData的實現** FutureData是Future模式的關鍵，它實際上是真實數據RealData的代理，封裝了獲取RealData的等待過程。 **[java]**?[view plain](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "view plain")?[copy](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "copy") 1. //FutureData是Future模式的關鍵，它實際上是真實數據RealData的代理，封裝了獲取RealData的等待過程?? 2. public?class?FutureData?implements?Data?{?? 3. ????RealData?realData?=?null;?//FutureData是RealData的封裝?? 4. ????boolean?isReady?=?false;??//是否已經準備好?? 5. ?????? 6. ????public?synchronized?void?setRealData(RealData?realData)?{?? 7. ????????if(isReady)?? 8. ????????????return;?? 9. ????????this.realData?=?realData;?? 10. ????????isReady?=?true;?? 11. ????????notifyAll();?//RealData已經被注入到FutureData中了，通知getResult()方法?? 12. ????}?? 13. ?? 14. ????@Override?? 15. ????public?synchronized?String?getResult()?throws?InterruptedException?{?? 16. ????????if(!isReady)?{?? 17. ????????????wait();?//一直等到RealData注入到FutureData中?? 18. ????????}?? 19. ????????return?realData.getResult();??? 20. ????}?? 21. }?? **RealData的實現** RealData是最終需要使用的數據，它的構造函數很慢。 **[java]**?[view plain](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "view plain")?[copy](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "copy") 1. public?class?RealData?implements?Data?{?? 2. ????protected?String?data;?? 3. ?? 4. ????public?RealData(String?data)?{?? 5. ????????//利用sleep方法來表示RealData構造過程是非常緩慢的?? 6. ????????try?{?? 7. ????????????Thread.sleep(1000);?? 8. ????????}?catch?(InterruptedException?e)?{?? 9. ????????????e.printStackTrace();?? 10. ????????}?? 11. ????????this.data?=?data;?? 12. ????}?? 13. ?? 14. ????@Override?? 15. ????public?String?getResult()?{?? 16. ????????return?data;?? 17. ????}?? 18. }?? **測試運行** 主函數主要負責調用Client發起請求，并使用返回的數據。 **[java]**?[view plain](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "view plain")?[copy](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "copy") 1. public?class?Application?{?? 2. ????public?static?void?main(String[]?args)?throws?InterruptedException?{?? 3. ????????Client?client?=?new?Client();?? 4. ????????//這里會立即返回，因為獲取的是FutureData，而非RealData?? 5. ????????Data?data?=?client.request("name");?? 6. ????????//這里可以用一個sleep代替對其他業務邏輯的處理?? 7. ????????//在處理這些業務邏輯過程中，RealData也正在創建，從而充分了利用等待時間?? 8. ????????Thread.sleep(2000);?? 9. ????????//使用真實數據?? 10. ????????System.out.println("數據="+data.getResult());?? 11. ????}?? 12. }?? # 3\. Future模式的JDK內置實現 由于Future是非常常用的多線程設計模式，因此在JDK中內置了Future模式的實現。這些類在java.util.concurrent包里面。其中最為重要的是FutureTask類，它實現了Runnable接口，作為單獨的線程運行。在其run()方法中，通過Sync內部類調用Callable接口，并維護Callable接口的返回對象。當使用FutureTask.get()方法時，將返回Callable接口的返回對象。同樣，針對上述的實例，如果使用JDK自帶的實現，則需要作如下調整。 首先，Data接口和FutureData就不需要了，JDK幫我們實現了。 其次，RealData改為這樣： **[java]**?[view plain](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "view plain")?[copy](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "copy") 1. import?java.util.concurrent.Callable;?? 2. ?? 3. public?class?RealData?implements?Callable?{?? 4. ????protected?String?data;?? 5. ?? 6. ????public?RealData(String?data)?{?? 7. ????????this.data?=?data;?? 8. ????}?? 9. ?? 10. ????@Override?? 11. ????public?String?call()?throws?Exception?{?? 12. ????????//利用sleep方法來表示真是業務是非常緩慢的?? 13. ????????try?{?? 14. ????????????Thread.sleep(1000);?? 15. ????????}?catch?(InterruptedException?e)?{?? 16. ????????????e.printStackTrace();?? 17. ????????}?? 18. ????????return?data;?? 19. ????}?? 20. }?? 最后，在測試運行時，這樣調用： **[java]**?[view plain](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "view plain")?[copy](http://blog.csdn.net/ghuil/article/details/41048017# "copy") 1. import?java.util.concurrent.ExecutorService;?? 2. import?java.util.concurrent.Executors;?? 3. import?java.util.concurrent.FutureTask;?? 4. ?? 5. public?class?Application?{?? 6. ????public?static?void?main(String[]?args)?throws?Exception?{?? 7. ????????FutureTask?futureTask?=??? 8. ????????????????new?FutureTask(new?RealData("name"));?? 9. ????????ExecutorService?executor?=??? 10. ????????????????Executors.newFixedThreadPool(1);?//使用線程池?? 11. ????????//執行FutureTask，相當于上例中的client.request("name")發送請求?? 12. ????????executor.submit(futureTask);?? 13. ????????//這里可以用一個sleep代替對其他業務邏輯的處理?? 14. ????????//在處理這些業務邏輯過程中，RealData也正在創建，從而充分了利用等待時間?? 15. ????????Thread.sleep(2000);?? 16. ????????//使用真實數據?? 17. ????????//如果call()沒有執行完成依然會等待?? 18. ????????System.out.println("數據="?+?futureTask.get());?? 19. ????}?? 20. }?? 本文完。轉載請注明出處。 參考文獻 葛一鳴，Java程序性能優化．清華大學出版社．