怎么用wait、notify巧妙的设计一个Future模式？
烟雨星空 人气:0我们知道多线程可以实现同时执行多个任务（只是看起来是同时，其实是CPU的时间片切换特别快我们没感觉而已）。
现在假设一个做饭的场景，你没有厨具也没有食材。你可以去网上买一个厨具，但是这段时间，你不需要闲着啊，可以同时去超市买食材。
设想这是两个线程，主线程去买食材，然后开启一个子线程去买厨具。但是，子线程是需要返回一个厨具的。 如果用普通的线程，只有一个Run方法，而Run方法是没有返回值的，这个时候该怎么办呢？
我们就可以用JDK提供的Future模式。在主线程买完食材之后，可以主动去获取子线程的厨具。（本文认为读者了解Future，因此不对Future用法做过多介绍）
代码如下：
public class FutureCook {
static class Chuju {
}
static class Shicai{
}
public static void cook(Chuju chuju,Shicai shicai){
System.out.println("最后:烹饪中...");
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
//第一步,网购厨具
Callable<Chuju> shopping = new Callable<Chuju>(){
@Override
public Chuju call() throws Exception {
System.out.println("第一步:下单");
System.out.println("第一步:等待送货");
Thread.sleep(5000); //模拟送货时间
System.out.println("第一步:快递送到");
return new Chuju();
}
};
FutureTask<Chuju> task = new FutureTask<Chuju>(shopping);
new Thread(task).start();
//第二步,购买食材
Thread.sleep(2000);
Shicai shicai = new Shicai();
System.out.println("第二步:食材到位");
//第三步,烹饪
if(!task.isDone()){ //是否厨具到位
System.out.println("第三步:厨具还没到,请等待,也可以取消");
//①
// task.cancel(true);
// System.out.println("已取消");
// return;
}
//尝试获取结果，如果获取不到，就会进入等待状态
// 即main线程等待子线程执行结束才能继续往下执行
Chuju chuju = task.get();
System.out.println("第三步:厨具到位,可以烹饪了");
cook(chuju,shicai);
}
}返回结果：
第一步:下单
第一步:等待送货
第二步:食材到位
第三步:厨具还没到,请等待,也可以取消
第一步:快递送到
第三步:厨具到位,可以烹饪了
最后:烹饪中...以上代码表示，子线程购买厨具消耗的时间比较长（假定5秒），而主线程购买食材比较快（2秒），所以我在第三步烹饪之前，先去判断一下买厨具的线程是否执行完毕。此处肯定返回false，然后主线程可以选择继续等待，也可以选择取消。（把①注释打开即可测试取消）
我们可以看到，利用Future模式，可以把原本同步执行的任务改为异步执行，可以充分利用CPU资源，提高效率。
现在，我用wait、notify的方式来实现和以上Future模式一模一样的效果。
大概思想就是，创建一个FutureClient端去发起请求，通过FutureData先立即返回一个结果（此时相当于只返回一个请求成功的通知），然后再去开启一个线程异步地执行任务，获取真实数据RealData。此时，主线程可以继续执行其他任务，当需要数据的时候，就可以调用get方法拿到真实数据。
1）定义一个数据接口，包含获取数据的get方法，判断任务是否执行完毕的isDone方法，和取消任务的cancel方法。
public interface Data<T> {
T get();
boolean isDone();
boolean cancel();
}2）定义真实数据的类，实现Data接口，用来执行实际的任务和返回真实数据。
public class RealData<T> implements Data<T>{
private T result ;
public RealData (){
this.prepare();
}
private void prepare() {
//准备数据阶段，只有准备完成之后才可以继续往下走
try {
System.out.println("第一步:下单");
System.out.println("第一步:等待送货");
Thread.sleep(5000);
System.out.println("第一步:快递送到");
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("被中断:"+e);
//重新设置中断状态
Thread.currentThread().interrupt();
}
Main.Chuju chuju = new Main.Chuju();
result = (T)chuju;
}
@Override
public T get() {
return result;
}
@Override
public boolean isDone() {
return false;
}
@Override
public boolean cancel() {
return true;
}
}prepare方法用来准备数据，其实就是执行的实际任务。get方法用来返回任务的执行结果。
3）定义一个代理类FutureData用于给请求端FutureClient暂时返回一个假数据。等真实数据拿到之后，再装载真实数据。
public class FutureData<T> implements Data<T>{
private RealData<T> realData ;
private boolean isReady = false;
private Thread runningThread;
public synchronized void setRealData(RealData realData) {
//如果已经装载完毕了，就直接返回
if(isReady){
return;
}
//如果没装载，进行装载真实对象
this.realData = realData;
isReady = true;
//进行通知
notify();
}
@Override
public synchronized T get() {
//如果没装载好 程序就一直处于阻塞状态
while(!isReady){
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//装载好直接获取数据即可
return realData.get();
}
public boolean isDone() {
return isReady;
}
@Override
public boolean cancel() {
if(isReady){
return false;
}
runningThread.interrupt();
return true;
}
public void setRunningThread(){
runningThread = Thread.currentThread();
}
}如果get方法被调用，就会去判断数据是否已经被加载好（即判断isReady的值），如果没有的话就调用wait方法进入等待。
setRealData用于去加载真实的数据，加载完毕之后就把isReady设置为true，然后调用notify方法通知正在等待的线程。此时，get方法收到通知就继续执行，然后返回真实数据realData.get().
另外也简单的实现了一个取消任务的方法cancel，去中断正在执行子任务的线程。
4）FutureClient客户端用于发起请求，异步执行任务。
public class FutureClient {
public Data call(){
//创建一个代理对象FutureData，先返回给客户端（无论是否有值）
final FutureData futureData = new FutureData();
//启动一个新的线程，去异步加载真实的对象
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//此处注意需要记录一下异步加载真实数据的线程，以便后续可以取消任务。
futureData.setRunningThread();
RealData realData = new RealData();
//等真实数据处理完毕之后，把结果赋值给代理对象
futureData.setRealData(realData);
}
}).start();
return futureData;
}
}5）测试
public class Main {
static class Chuju{
}
static class Shicai{
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
FutureClient fc = new FutureClient();
Data data = fc.call();
Thread.sleep(2000);
Shicai shicai = new Shicai();
System.out.println("第二步:食材到位");
if(!data.isDone()){
System.out.println("第三步:厨具还没到,请等待或者取消");
//②
// data.cancel();
// System.out.println("已取消");
// return;
}
//真正需要数据的时候，再去获取
Chuju chuju = (Chuju)data.get();
System.out.println("第三步:厨具到位,可以烹饪了");
cook(chuju,shicai);
}
public static void cook (Chuju chuju, Shicai shicai){
System.out.println("最后:烹饪中...");
}
}执行结果和用JDK提供的Future模式是一模一样的。我们也可以把②出的代码打开，测试任务取消的结果。
第一步:下单
第一步:等待送货
第二步:食材到位
第三步:厨具还没到,请等待或者取消
已取消
被中断:java.lang.InterruptedException: sleep interrupted执行取消之后，执行RealData的子线程就会被中断，然后结束任务。
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