学习Java中的Future类

Future接口在Java 5中引入，作为java.util.concurrent包的一部分。它代表一个异步计算的结果，当计算完成时可以通过Future对象获取结果。Future对象提供了一些方法来检查任务是否完成、等待任务完成并获取任务结果、取消任务等。

public interface Future<V> {
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
    boolean isCancelled();
    boolean isDone();
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
    V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

使用Future类的示例

下面是一个简单的示例，展示了如何使用Future类来执行异步任务并获取结果。

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class FutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        Callable<Integer> task = () -> {
            Thread.sleep(2000);
            return 123;
        };

        Future<Integer> future = executor.submit(task);

        try {
            // 在任务完成之前可以做其他事情
            System.out.println("Task is submitted");
            
            // 检查任务是否完成
            if (future.isDone()) {
                System.out.println("Task completed");
            } else {
                System.out.println("Task is still running");
            }

            // 获取任务结果
            Integer result = future.get();
            System.out.println("Task result: " + result);
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            executor.shutdown();
        }
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个ExecutorService来执行一个返回整数的任务。任务通过Callable接口定义，并提交给ExecutorService。Future对象用来表示任务的结果，我们可以通过调用future.get()来获取结果。

处理任务超时

Future接口提供了一个带超时参数的get方法，如果任务在指定时间内没有完成，将抛出TimeoutException。这是处理长时间运行任务的一种有效方法。

try {
    Integer result = future.get(1, TimeUnit.SECONDS);
    System.out.println("Task result: " + result);
} catch (TimeoutException e) {
    System.out.println("Task timed out");
}

取消任务

Future接口的cancel方法可以用来取消任务。调用cancel方法后，任务将无法再被执行或完成。

boolean cancelled = future.cancel(true);
if (cancelled) {
    System.out.println("Task was cancelled");
} else {
    System.out.println("Failed to cancel task");
}

使用CompletableFuture进行更复杂的异步编程

虽然Future接口提供了一些基本的异步编程功能，但它的局限性也很明显，例如无法组合多个Future，不能处理完成后的回调等。为了解决这些问题，Java 8引入了CompletableFuture，它提供了更强大和灵活的异步编程能力。

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return 123;
        }).thenAccept(result -> {
            System.out.println("Task result: " + result);
        }).join(); // 等待所有异步任务完成
    }
}