Java并发编程实战 Day 6：Future与异步编程模型

news2025/6/6 10:55:22

【Java并发编程实战 Day 6】Future与异步编程模型

在今天的课程中，我们将深入学习Java中的Future与异步编程模型。这是为期30天的"Java并发编程实战"系列的第6天。

理论基础

Future接口

Future接口是Java提供的用于表示异步计算的结果。它提供了以下方法：

get()：阻塞直到任务完成并返回结果。
isDone()：判断任务是否已经完成。
cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：尝试取消任务的执行。

FutureTask类

FutureTask是一个可取消的异步计算任务，实现了RunnableFuture接口。它既可以作为Future使用，也可以作为Runnable提交给Executor执行。

CompletableFuture类（Java 8+）

CompletableFuture扩展了Future的功能，支持链式调用和函数式编程风格。它提供了丰富的API来处理异步任务。

适用场景

当我们需要在多个线程中执行耗时操作，并且主线程需要等待这些操作完成后获取结果时，Future是非常合适的解决方案。例如，在Web服务中同时向多个后端系统发送请求，并等待所有响应完成后再返回结果给客户端。

代码实践

示例1：基本Future使用

import java.util.concurrent.*;

public class FutureExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        Future<Integer> future = executor.submit(() -> { // 提交一个Callable任务
            Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
            return 42; // 返回结果
        });

        System.out.println("Task submitted, doing other work...");
        while (!future.isDone()) { // 检查任务是否完成
            Thread.sleep(100);
        }

        try {
            Integer result = future.get(); // 获取任务结果
            System.out.println("Task completed with result: " + result);
        } catch (ExecutionException e) {
            System.err.println("Task failed: " + e.getCause());
        } finally {
            executor.shutdown();
        }
    }
}

示例2：CompletableFuture链式调用

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "Hello";
        })
        .thenApply(greeting -> greeting + " World") // 链式调用
        .thenAccept(result -> System.out.println(result)); // 最终消费结果
    }
}