FutureTask的用法及两种经常使用的使用场景

FutureTask可用于异步获取执行结果或取消执行任务的场景。经过传入Runnable或者Callable的任务给FutureTask，直接调用其run方法或者放入线程池执行，以后能够在外部经过FutureTask的get方法异步获取执行结果，所以，FutureTask很是适合用于耗时的计算，主线程能够在完成本身的任务后，再去获取结果。另外，FutureTask还能够确保即便调用了屡次run方法，它都只会执行一次Runnable或者Callable任务，或者经过cancel取消FutureTask的执行等。java

1.执行多任务计算
FutureTask执行多任务计算的使用场景安全

利用FutureTask和ExecutorService，能够用多线程的方式提交计算任务，主线程继续执行其余任务，当主线程须要子线程的计算结果时，在异步获取子线程的执行结果。多线程

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

public class FutureTaskForMultiCompute {

public static void main(String[] args) {

    FutureTaskForMultiCompute inst = new FutureTaskForMultiCompute();
    // 建立任务集合
    List<FutureTask<Integer>> taskList = new ArrayList<FutureTask<Integer>>();
    // 建立线程池
    ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(5);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        // 传入Callable对象建立FutureTask对象
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(inst.new ComputeTask(i, "" + i));
        taskList.add(ft);
        // 提交给线程池执行任务，也能够经过exec.invokeAll(taskList)一次性提交全部任务;
        exec.submit(ft);
    }

    System.out.println("全部计算任务提交完毕, 主线程接着干其余事情！");

    // 开始统计各计算线程计算结果
    Integer totalResult = 0;
    for (FutureTask<Integer> ft : taskList) {
        try {
            //FutureTask的get方法会自动阻塞,直到获取计算结果为止
            totalResult = totalResult + ft.get();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 关闭线程池
    exec.shutdown();
    System.out.println("多任务计算后的总结果是:" + totalResult);

}

private class ComputeTask implements Callable<Integer> {

    private Integer result = 0;
    private String taskName = "";

    public ComputeTask(Integer iniResult, String taskName) {
        result = iniResult;
        this.taskName = taskName;
        System.out.println("生成子线程计算任务: " + taskName);
    }

    public String getTaskName() {
        return this.taskName;
    }

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            result = +i;
        }
        // 休眠5秒钟，观察主线程行为，预期的结果是主线程会继续执行，到要取得FutureTask的结果是等待直至完成。
        Thread.sleep(5000);
        System.out.println("子线程计算任务: " + taskName + " 执行完成!");
        return result;
    }
}

}
生成子线程计算任务: 0
生成子线程计算任务: 1
生成子线程计算任务: 2
生成子线程计算任务: 3
生成子线程计算任务: 4
生成子线程计算任务: 5
生成子线程计算任务: 6
生成子线程计算任务: 7
生成子线程计算任务: 8
生成子线程计算任务: 9
全部计算任务提交完毕, 主线程接着干其余事情！
子线程计算任务: 0 执行完成!
子线程计算任务: 2 执行完成!
子线程计算任务: 3 执行完成!
子线程计算任务: 4 执行完成!
子线程计算任务: 1 执行完成!
子线程计算任务: 8 执行完成!
子线程计算任务: 7 执行完成!
子线程计算任务: 6 执行完成!
子线程计算任务: 9 执行完成!
子线程计算任务: 5 执行完成!
多任务计算后的总结果是:990

2.高并发环境下
FutureTask在高并发环境下确保任务只执行一次并发

在不少高并发的环境下，每每咱们只须要某些任务只执行一次。这种使用情景FutureTask的特性恰能胜任。举一个例子，假设有一个带key的链接池，当key存在时，即直接返回key对应的对象；当key不存在时，则建立链接。对于这样的应用场景，一般采用的方法为使用一个Map对象来存储key和链接池对应的对应关系，典型的代码以下面所示：异步

private Map<String, Connection> connectionPool = new HashMap<String, Connection>();
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public Connection getConnection(String key) {
    try {
        lock.lock();
        if (connectionPool.containsKey(key)) {
            return connectionPool.get(key);
        } else {
            //建立 Connection  
            Connection conn = createConnection();
            connectionPool.put(key, conn);
            return conn;
        }
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

//建立Connection  
private Connection createConnection() {
    return null;
}

在上面的例子中，咱们经过加锁确保高并发环境下的线程安全，也确保了connection只建立一次，然而确牺牲了性能。改用ConcurrentHash的状况下，几乎能够避免加锁的操做，性能大大提升，可是在高并发的状况下有可能出现Connection被建立屡次的现象。这时最须要解决的问题就是当key不存在时，建立Connection的动做能放在connectionPool以后执行，这正是FutureTask发挥做用的时机，基于ConcurrentHashMap和FutureTask的改造代码以下：ide

private ConcurrentHashMap<String, FutureTask> connectionPool = new ConcurrentHashMap<String, FutureTask>();

public Connection getConnection(String key) throws Exception {
    FutureTask<Connection> connectionTask = connectionPool.get(key);
    if (connectionTask != null) {
        return connectionTask.get();
    } else {
        Callable<Connection> callable = new Callable<Connection>() {
            @Override
            public Connection call() throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub  
                return createConnection();
            }
        };
        FutureTask<Connection> newTask = new FutureTask<Connection>(callable);
        connectionTask = connectionPool.putIfAbsent(key, newTask);
        if (connectionTask == null) {
            connectionTask = newTask;
            connectionTask.run();
        }
        return connectionTask.get();
    }
}

//建立Connection  
private Connection createConnection() {
    return null;
}

通过这样的改造，能够避免因为并发带来的屡次建立链接及锁的出现。高并发