并行模式之Future模式

Future模式是多线程中常见的设计模式，其核心思想是异步调用。当需要调用一个函数时，如果这个函数执行很慢就需要进行等待，或者我们可能并不急于要结果，此时可以让被调这立即返回，让它在后台慢慢处理。对于调用者来说则可以去处理其他任务，在真正需要数据的时再去尝试获取所需的数据。

对于Future模式，它无法立即给你所需的数据，但它会返回给你一个契约，之后你可以用这个契约重新获取所需的数据。

Future模式流程图

1、Future模式的主要角色

Future模式的主要参与者及作用：

Main：系统启动，调用Client发出请求

Client：返回Data对象，立即返回FutureData，并开启ClientThread线程装配RealData

Data：返回数据的接口

FutureData：Future数据，构造快，是一个虚拟数据，需要装配RealData

RealData：真实数据，构造比较慢

2、Future模式的简单实现

在实现中定义一个核心接口Data，它是客户端希望获取的数据。在Future模式中，这个Data接口有2个重要的实现：RealData（真实数据，即最终需要获取的有价值的信息）和FutureData（它是用来提取RealData的一个“订单”，可以立即返回得到）。

FutureData实现了一个快速范围的RealData包装，它是一个RealData的虚拟实现，可以很快被构造并返回。当使用FutureData.getResult()时如果实际数据还没准备好，程序就会阻塞，等待FutureData准备好并注入到FutureData中，才最终返回数据。

RealData是最终需要返回的数据模型，它的构造可能比较慢。

Client实现了获取FutureData，并开启构造RealData的线程。在接受请求后，很快返回FutureData。它不会等待数据真正构造完成再返回，而是立刻返回FutureData，即使FutureData中并没有真实数据。

3、Java中的Future模式

JDK中提供了一套完整的Future模式实现。Future接口类似于契约，可以得到真实的数据。RunnableFuture继承了Future和Runnable接口，其中run()方法用于构造真实的数据。它有一个具体的实现类FutureTask，FutureTask有一个内部类Sync，一些实质性的工作会委托Sync实现。Sync最终会调用Callable接口，完成实际数据的组装工作。

Callable接口只有一个方法call()，它会返回需要构造的实际数据。如果我们想要实现自己的业务系统，通常需要实现自己的Callable对象。

FutureTask示例

Future接口中的方法定义：

Future接口中的方法定义

cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：取消任务

isCancelled()：是否已经取消

isDone()：是否已经完成

get()：取得返回对象

get(long timeout, TimeUnit unit)：取得返回对象，可以设置超时时间

--参考文献《实战Java高并发程序设计》