Java多线程编程中,常用的多线程设计模式包括:Future模式、Master-Worker模式、Guarded Suspeionsion模式、不变模式和生产者-消费者模式等。这篇文章主要讲述Future模式,关于其他多线程设计模式的地址如下:

关于其他多线程设计模式的地址如下:

关于Master-Worker模式的详解: Java多线程编程中Master-Worker模式的详解

关于Guarded Suspeionsion模式的详解: Java多线程编程中Guarded Suspeionsion模式的详解

关于不变模式的详解: Java多线程编程中不变模式的详解

关于生产者-消费者模式的详解:生产者-消费者模式Java详解

1. Future模式核心思想

Future模式的核心在于:去除了主函数的等待时间,并使得原本需要等待的时间段可以用于处理其他业务逻辑(根据《Java程序性能优化》)。

Future模式有点类似于商品订单。在网上购物时,提交订单后,在收货的这段时间里无需一直在家里等候,可以先干别的事情。类推到程序设计中时,当提交请求时,期望得到答复时,如果这个答复可能很慢。传统的时一直等待到这个答复收到时再去做别的事情,但如果利用Future设计模式就无需等待答复的到来,在等待答复的过程中可以干其他事情。

例如如下的请求调用过程时序图。当call请求发出时,需要很长的时间才能返回。左边的图需要一直等待,等返回数据后才能继续其他操作;而右边的Future模式的图中客户端则无需等到可以做其他的事情。服务器段接收到请求后立即返回结果给客户端,这个结果并不是真实的结果(是虚拟的结果),也就是先获得一个假数据,然后执行其他操作。

2. Future模式Java实现

Client的实现

Client主要完成的功能包括:1. 返回一个FutureData;2.开启一个线程用于构造RealData。

public class Client {
public Data request(final String string) {
final FutureData futureData = new FutureData(); new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//RealData的构建很慢,所以放在单独的线程中运行
RealData realData = new RealData(string);
futureData.setRealData(realData);
}
}).start(); return futureData; //先直接返回FutureData
}
}

Data的实现

无论是FutureData还是RealData都实现该接口。

public interface Data {
String getResult() throws InterruptedException;
}

FutureData的实现

FutureData是Future模式的关键,它实际上是真实数据RealData的代理,封装了获取RealData的等待过程。

//FutureData是Future模式的关键,它实际上是真实数据RealData的代理,封装了获取RealData的等待过程
public class FutureData implements Data {
RealData realData = null; //FutureData是RealData的封装
boolean isReady = false; //是否已经准备好 public synchronized void setRealData(RealData realData) {
if(isReady)
return;
this.realData = realData;
isReady = true;
notifyAll(); //RealData已经被注入到FutureData中了,通知getResult()方法
} @Override
public synchronized String getResult() throws InterruptedException {
if(!isReady) {
wait(); //一直等到RealData注入到FutureData中
}
return realData.getResult();
}
}

RealData的实现

RealData是最终需要使用的数据,它的构造函数很慢。

public class RealData implements Data {
protected String data; public RealData(String data) {
//利用sleep方法来表示RealData构造过程是非常缓慢的
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.data = data;
} @Override
public String getResult() {
return data;
}
}

测试运行

主函数主要负责调用Client发起请求,并使用返回的数据。

public class Application {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Client client = new Client();
//这里会立即返回,因为获取的是FutureData,而非RealData
Data data = client.request("name");
//这里可以用一个sleep代替对其他业务逻辑的处理
//在处理这些业务逻辑过程中,RealData也正在创建,从而充分了利用等待时间
Thread.sleep(2000);
//使用真实数据
System.out.println("数据="+data.getResult());
}
}

3. Future模式的JDK内置实现

由于Future是非常常用的多线程设计模式,因此在JDK中内置了Future模式的实现。这些类在java.util.concurrent包里面。其中最为重要的是FutureTask类,它实现了Runnable接口,作为单独的线程运行。在其run()方法中,通过Sync内部类调用Callable接口,并维护Callable接口的返回对象。当使用FutureTask.get()方法时,将返回Callable接口的返回对象。同样,针对上述的实例,如果使用JDK自带的实现,则需要作如下调整。

首先,Data接口和FutureData就不需要了,JDK帮我们实现了。

其次,RealData改为这样:

import java.util.concurrent.Callable;

public class RealData implements Callable {
protected String data; public RealData(String data) {
this.data = data;
} @Override
public String call() throws Exception {
//利用sleep方法来表示真是业务是非常缓慢的
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return data;
}
}

最后,在测试运行时,这样调用:

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.FutureTask; public class Application {
public static void main(String[] args) throws Exception {
FutureTask futureTask =
new FutureTask(new RealData("name"));
ExecutorService executor =
Executors.newFixedThreadPool(1); //使用线程池
//执行FutureTask,相当于上例中的client.request("name")发送请求
executor.submit(futureTask);
//这里可以用一个sleep代替对其他业务逻辑的处理
//在处理这些业务逻辑过程中,RealData也正在创建,从而充分了利用等待时间
Thread.sleep(2000);
//使用真实数据
//如果call()没有执行完成依然会等待
System.out.println("数据=" + futureTask.get());
}
}

Java多线程编程中Future模式的详解的更多相关文章

  1. Java多线程编程中Future模式的详解<转>

    Java多线程编程中,常用的多线程设计模式包括:Future模式.Master-Worker模式.Guarded Suspeionsion模式.不变模式和生产者-消费者模式等.这篇文章主要讲述Futu ...

  2. java并发编程(七)synchronized详解

    Java语言的关键字,当它用来修饰一个方法或者一个代码块的时候,能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码.     一.当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized( ...

  3. Java多线程(三)—— synchronized关键字详解

    一.多线程的同步 1.为什么要引入同步机制 在多线程环境中,可能会有两个甚至更多的线程试图同时访问一个有限的资源.必须对这种潜在资源冲突进行预防. 解决方法:在线程使用一个资源时为其加锁即可. 访问资 ...

  4. Java并发编程基础--基本线程方法详解

    什么是线程 线程是操作系统调度的最小单位,一个进程中可以有多个线程,这些线程可以各自的计数器,栈,局部变量,并且能够访问共享的内存变量.多线程的优势是可以提高响应时间和吞吐量. 使用多线程 一个进程正 ...

  5. java多线程同步以及线程间通信详解&消费者生产者模式&死锁&Thread.join()(多线程编程之二)

    本篇我们将讨论以下知识点: 1.线程同步问题的产生 什么是线程同步问题,我们先来看一段卖票系统的代码,然后再分析这个问题: package com.zejian.test; /** * @author ...

  6. 详解Java多线程编程中LockSupport类的线程阻塞用法

    LockSupport类是Java6(JSR166-JUC)引入的一个类,提供了基本的线程同步原语.LockSupport实际上是调用了Unsafe类里的函数,归结到Unsafe里,只有两个函数: p ...

  7. 详解Java多线程编程中LockSupport

    LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语. LockSupport中的park() 和 unpark() 的作用分别是阻塞线程和解除阻塞线程,而且park()和unpark() ...

  8. 【转】Java多线程编程中易混淆的3个关键字( volatile、ThreadLocal、synchronized)总结

    概述 最近在看<ThinKing In Java>,看到多线程章节时觉得有一些概念比较容易混淆有必要总结一下,虽然都不是新的东西,不过还是蛮重要,很基本的,在开发或阅读源码中经常会遇到,在 ...

  9. Java多线程编程——生产者-消费者模式(1)

    生产者-消费者模式在生活中非常常见.就拿我们去餐馆吃饭为例.我们会遇到以下两种情况: 1.厨师-客人 如下图所示,生产者.消费者直接进行交互. 生产者生产出产品后,通知消费者:消费者消费后,通知生产者 ...

随机推荐

  1. 二、获取AccessToken

    二.获取AccessToken 1.官方文档: access_token是微信官方公众号调用接口的全局唯一票据,开发者调用任何接口都需要使用access_token,由于access_token有效期 ...

  2. RPC介绍以及编程

    1 RPC介绍 RPC(Remote Procedure Call Protocol)——远程过程调用协议,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网络技术的协 议. RPC采用客 ...

  3. GWT RPC机制

    GWT RPC GWT RPCRemote Procedure Calls GWT: Google Web Toolkit的缩写,有了 GWT可以使用 Java 编程语言编写 AJAX 前端,然后 G ...

  4. SSH框架——Sprign声明式事务

    Spring事务管理 Spring是SSH中的管理员,负责管理其它框架,协调各个部分的工作.今天一起学习一下Spring的事务管理.Spring的事务管理分为声明式跟编程式.声明式就是在Spring的 ...

  5. C++_基础_继承、多态

    内容: (1)子类中的拷贝构造和拷贝赋值 (2)多继承和虚继承 (3)多态的初识 (4)虚析构的特性和使用 (5)多态的底层实现 (6)纯虚函数.抽象类的概念 1.子类中的拷贝构造和拷贝赋值 子类中的 ...

  6. 关于XPath的基本语法

    关于XPath基础语法 关于XPath基础语法 更详细的请看: XPath语法 XPath 使用路径表达式来选取 XML 文档中的节点或节点集.节点是通过沿着路径 (path) 或者步 (steps) ...

  7. html回车事件

    <!DOCTYPE html> <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"> <head> <m ...

  8. 静态资源库CDN服务

    使用静态资源库可以访问线上资源文件,比如jquery库.bootstrap库.使用百度静态资源库的居多,但是发现百度暂时不支持https协议,bootcdn是一个不错的选择. 百度静态资源公共库 优点 ...

  9. codeforces 510E. Fox And Dinner 网络流

    题目链接 给出n个人, 以及每个人的值, 要求他们坐在一些桌子上面, 每个桌子如果有人坐, 就必须做3个人以上. 并且相邻的两个人的值加起来必须是素数.每个人的值都>=2. 由大于等于2这个条件 ...

  10. .NET 条件查询实现--类似网上商城宝贝搜索

    需要实现的效果:点击表格列头:弹出一个层,用户可以输入当前列头的查询条件,点击确定之后,把该列头的查询信息显示在页面顶部,用户可以叉掉这个查询条件,恢复到查询之前的数据. 大致实现的效果图: 项目背景 ...